Протипожежний захист вітроелектричних установок

29.05.2012

vds.jpgУ цьому номері F+S розпочинає публікацію статей, які охоплюють нову, проте доволі перспективну в Україні тему – протипожежного захисту вітряних електростанцій. ЗМІ останнім часом рясніють повідомленнями про введення в експлуатацію нових вітряних електростанцій, які було створено за останніми західними технологіями (як правило – німецькими). А що ж з протипожежним захистом таких «вітряків»? На жаль, поки що в Україні відсутні будь-які нормативні документи щодо протипожежного захисту такого роду об’єктів, які є дуже пожежонебезпечними. Деякі статті даної тематики ґрунтуватимуться на діючому в Німеччині й у деяких країнах Європи стандарті VdS 3523, який було введено у дію в липні 2008 року. Владимир_Носач.jpg

Володимир Носач

Президент УФСБ
ufsb@i.ua

Рис. 1: Пожежа після удару блискавки на ВЕУ.jpgВітроелектричні установки (ВЕУ) – це установки для отримання відновлюваної енергії. Завдяки широким дискусіям на тему зміни клімату і зменшення доступних запасів нафти, в останні роки ВЕУ зазнали значного поширення як в Німеччині, так і в інших країнах (Таблиця 1).

Крім того, для збільшення обсягів отриманої енергії зростає кількість вітрових електростанцій розміщених за береговою лінією. Вражаючий розвиток у даному напрямку характеризується використанням матеріалів на межі їх технічних можливостей, будівництвом все вищих установок і збільшення їх потужності.

Разом зі сталим ростом ефективності установок зростають також інвестиції і відповідно вартість ВЕУ. Тому їхні власники прагнуть забезпечити захист та надійність в експлуатації установок. Оскільки ВЕУ і її експлуатація може зазнати ушкодження не лише через механічну несправність, а й через пожежу, то Німецький союз страховиків (GDV) у співпраці з центром по сертифікації ВЕУ (GL) та виробниками ВЕУ розробили перший зразок концепції пожежного захисту для ВЕУ у формі настанови «Вітроелектричні установки (ВЕУ); Настанови з пожежної безпеки» (VdS 3523).

У розробці документу брали участь спеціалісти й експерти страхування майна, які мають багаторічний досвід у галузі пожежної безпеки, а також експерти технічного страхування, які страхують ВЕУ. Цільовою аудиторією даної концепції насамперед є виробники ВЕУ та комплектуючих, проектувальні і монтувальні організації ВЕУ, користувачі ВЕУ та обслуговуючі організації.

1. Побудова єдиної концепції пожежного захисту

Зразок концепції пожежного захисту для ВЕУ опубліковано у формі настанови спільно з GL і складається з таких розділів:

  • Передмова;
  • Сфера застосування;
  • Ризики; tabl1.jpg
  • Матеріальні втрати і збитки;
  • Приклади пошкодження; 
  • Причини збитків від пожежі;
  • Захищувані об‘єкти і концепція захисту;
  • Заходи захисту;
  • Зменшення небезпеки виникнення пожежі;
  • Виявляння і гасіння займання;
  • Заходи по обмеженню збитків;
  • Гарантування якості;
  • Література/джерела.

Чотири приклади збитків, представлені у настановах, демонструють можливі і типові причини збитків від пожежі на ВЕУ виходячи з практичного досвіду. Причинами можуть бути, наприклад, удар блискавки, несправність установки через погані матеріали або їх зношування, або через помилки при проектуванні і установці, при електромонтажних роботах та установці інших технічних систем. За допомогою цих прикладів читачам настанов демонструються реальні ризики пожежі, як причина збитків, та базис єдиної концепції пожежної безпеки.

Поділ зон захисту від блискавки.jpgОсобливі небезпеки виникнення пожежі, які існують при монтажі ВЕУ і також при експлуатуванні будівельного майданчика для ВЕУ, не охоплені даними настановами. Цей аспект висвітлено у нормах GDV «Будівництво; настанови для розробки комплексної концепції безпеки», які були розширені на базі існуючого стандарту «Пожежна безпека у будівництві» (VdS 2021) у співробітництві з будівельними фірмами і професійними спілками.

Через визначення важливих цілей для захисту згідно з вимогами законодавства, наприклад, нормами з захисту праці, будівельним нормам з безпеки, а також через визначення інтересів користувача або інвестора, з узгодженням зі страховою фірмою, наприклад, зацікавленість інвестора у скороченні часу простоювання ВЕУ у випадку пожежі, можна закласти основу концепції пожежного захисту.

Зразок концепції пожежного захисту у настановах робить основний наголос на попереджувальні заходи. При цьому до уваги береться те, що у випадку з ВЕУ, місцевий пожежний підрозділ, як ключовий елемент активного протипожежного захисту інженерних конструкцій до сьогоднішнього дня, буде діяти на межі своїх можливостей. Така ситуація виникає зокрема через те, що пожежний підрозділ з доступним йому обладнанням не зможе дістатися до джерела займання на такій великій висоті.

Беручи до уваги те, що інвестиції і вартість ВЕУ зростає разом зі зростаючою ефективністю, через що системи повинні відповідати вищим вимогам інвесторів і користувачів до надійності систем, залишається відкритою можливість класифікувати обсяг специфічного пожежного захисту в залежності від наявних ризиків і основних цілей захисту, що представлено і роз‘яснено у настановах у формі так званих класів захисту.

2. Заходи захисту

Відповідно до типових ризиків, а також основних цілей захисту, у настановах наведені заходи пожежної безпеки у рамках загальної концепції протипожежного захисту, які добре зарекомендували себе для захисту будівель та інших інженерних конструкцій. Для захисту ВЕУ потрібно пристосувати окремі протипожежні заходи до особливих умов застосування у ВЕУ і також потрібно окремо перевірити та засвідчити їхню придатність і ефективність. ris3.jpg

2.1. Захист від блискавки

Удари блискавки є загальновизнаними типовими причинами пожежі ВЕУ. Відповідно заходи захисту від блискавки вже давно втілені у технології виробництва лопатів для вітряка. По цій причині тема захисту від блискавки у настановах обмежуться існуючими нормами технології виробництва і уточнюючими визначеннями мінімального класу захисту систем захисту від блискавок для ВЕУ, з точки зору страхової фірми (Клас захисту II).

2.2. Протипожежний захист автоматичними системами

Організація протипожежного захисту за допомогою автоматичних систем пожежної сигналізації і пожежогасіння добре зарекомендували себе при захисті будинків різного типу і призначення, а також об’єктів з підвищеною пожежною небезпекою. Придатність, ефективність і надійність систем пожежної сигналізації і пожежогасіння можуть значною мірою погіршуватися через особливості умов роботи в середовищі ВЕУ.

У настановах, як показано у таблиці 2 для систем пожежної сигналізації, містяться тільки основні вказівки щодо вибору підходящої системи.

tabl2.jpg 

+ в основному підходить - швидше не підходить

Дані у цій таблиці стосуються придатності різних типів сповіщувачів з точки зору способу дії і загальних умов експлуатації в певних відділеннях ВЕУ; вони призначені для орієнтування і не заміняють необхідного посвідчення придатності, а також специфічного для конкретного об’єкта проектування, виконаного професійним проектантом, наприклад, монтажною організацією, яка була сертифікована VdS. При цьому потрібно брати до уваги особливості ВЕУ в залежності від типу і систем пожежної сигналізації за узгодженням зі страховою організацією (наприклад, інженерно-технічним відділом), VdS Schadenverhuetung GmbH, а також з органом сертифікації ВЕУ (Дивіться також настанови VdS щодо проектування і монтування систем пожежної сигналізації).

Дані вказівки не виключають необхідності перевірки придатності і ефективності системи, що використовується, а також необхідних заходів для гарантування надійності систем пожежної безпеки після їхнього монтування і приймання в експлуатацію.

2.3 Інші запобіжні заходи

Окрім протипожежних заходів інженерно-технічного характеру, у даних настановах наведено також інші заходи протипожежного захисту, як необхідні складові єдиної концепції протипожежного захисту; дані заходи повинні братися до уваги вже на етапі проектування ВЕУ. Серед них в першу чергу треба назвати такі:

  • Інженерні і організаційні заходи для мінімізації вмісту горючих матеріалів, а також технічні і організаційні заходи для нагляду за несправностями;
  • Організаційні заходи:
    • для обмеження використання відкритого вогню, наприклад, для вогненебезпечних робіт;
    • для нормативного обслуговування і виведення з експлуатації систем безпеки;
    • для обмеження можливих збитків.

3. Гарантія якості, як ключ до безпеки

Як показує досвід, будівельні та інженерно-технічні заходи пожежної безпеки можуть надійно виконувати свої функції протягом періоду експлуатації тільки, якщо були вжиті необхідні заходи для забезпечення якісного проектування, реалізації проекту і при відповідальному експлуатуванні. До таких заходів відносяться:

  • Застосування визнаних технічних стандартів, як основу при проектуванні;
  • Застосування кваліфікованих професійних проектувальних організацій і кваліфікованих виконавців робіт;
  • Застосування матеріалів і систем, які були випробувані і сертифіковані акредитованими органами, як, наприклад, VdS Schadenverhutung GmbH для систем пожежної безпеки, що також включає аудит системи управління якістю;
  • Виконання робіт спеціалізованими організаціями, які мають достатні професійні знання і досвід, навчений персонал, необхідне обладнання;
  • Приймальні випробування і періодичний технічний нагляд атестованим технічним експертом, наприклад, спеціалістом VdS по системам пожежної безпеки;
  • Регулярне обслуговування згідно з інструкціями, яке проводиться спеціалізованими організаціями і навченим персоналом з власного підприємства; 
  • Контроль за проведенням сервісних робіт (облуговування, перевірка і підтримка функціонального стану) і документування за допомогою журналу перевірок.

Такі заходи можуть проводитися також в рамках типових випробувань або сертифікації ВЕУ.

4. Реалізація на практиці

Заходи для забезпечення якості, які добре зарекомендували себе на практиці, за винятком випробування протипожежних систем, практично не визначені законодавством. Крім того, потрібно брати до уваги особливості умов експлуатування ВЕУ, які в певних моментах суттєво відхиляються від умов експлуатування всередині приміщення та умов роботи інших інженерних систем. Виходячи з таких позицій, виникає необхідність адаптації існуючих технічних правил до особливостей проектування, виконання і експлуатування засобів протипожежного захисту, які застосовуються на ВЕУ.

4.1. Розрахунок параметрів систем протипожежного захисту при реальних умовах експлуатування

Умови експлуатування технічних систем протипожежного захисту ВЕУ можуть значним чином змінюватися і негативно впливати на ефективність і надійність систем. Особливу увагу потрібно звертати на такі фактори:

  • вібрації;
  • відкладення мастильних матеріалів;
  • вентиляцію і напрямки потоку повітря, а також сильні коливання температури в гондолі, спричинені падінням температури вночі і інтенсивним сонячним випромінюванням протягом дня;
  • підвищену вологість повітря і солоне повітря, якщо електростанція розміщена в морі.

Такі фактори впливання, які можуть значно впливати на спосіб будівництва і вибір технології ВЕУ, повинні братися до уваги при проектування систем пожежної безпеки.

За таких умов рекомендується перевіряти сумісність, ефективність, а також надійність стаціонарної установки, систем протипожежної безпеки та їхніх компонентів в реальних умовах експлуатування. Для таких перевірок може підійти випробувальний майданчик ALPHA VENTUS, побудований в рамках проекту вітроелектростанції Borkum West у Північному морі, де також було вирішено встановити системи пожежної безпеки. Для виконання цього завдання на даний момент шукають партнера.

4.2. Випробування і сертифікація технічних засобів протипожежного захисту і їхніх компонентів

Для забезпечення ефективності і надійності інженерно-технічних заходів протипожежного захисту потрібно провести випробування системи пожежогасіння з врахуванням реальних умов експлуатування, якщо є така можливість. На даний момент VdS Schadenverhutung GmbH розробляє конкретні вимоги для випробування і сертифікації систем протипожежного захисту і їхніх компонентів для застосування у ВЕУ. У своїй роботі спеціалісти спираються на багаторічний досвід VdS у застосуванні інженерно-технічних систем і установок пожежної безпеки у будівлях.

4.3. Сертифікація робіт із забезпечення протипожежного захисту

Для стабільності і надійності роботи ВЕУ на практиці проводяться типові випробування і сертифікація проекту з метою гарантування якості; проте такі заходи лише частково спираються на норми законодавства, наприклад, стандарт DIBt «Настанови для вітроелектростанцій стійкість фундамента і вежі» і проводяться, як правило, на добровільній основі. У рамках сертифікації серед іншого розглядається конструкція ВЕУ, будова фундаменту, а також перевіряється функціонування системи управління якістю на підприємстві, де було виготовлено електростанцію (див. також доповідь «Норми і стандарти для ВЕУ – не вітряна справа» Крістіана Ната (Christian Nath). Представлений тут зразок концепції протипожежного захисту може створити певні рамкові принципи, які можна буде конкретизувати за допомогою стандартів GL по сертифікації ВЕУ та настанов VdS по випробуванню і сертифікації систем пожежної безпеки.

5. Висновки і перспективи

Відновлювані джерела енергії, до яких відноситься ВЕУ, будуть підтримуватися у своєму розвитку страховими організаціями в рамках активного попередження ризиків, оскільки надійний страховий захист є необхідною передумовою для інвестування у цю галузь енергетики. Німецький союз страховиків (GDV) є активним учасником «Морського фонду» (Offshore-Stiftung), який був заснований як об’єднання політичної, промислової, енергетичної і фінансової галузі економіки з метою підтримки будівництва випробувального майданчика у рамках будівництва вітроелектростанції BORKUM West.

morski.jpgДля попередження збитків, а також для попередження ризиків GDV розробив та опублікував зразок концепції протипожежного захисту під назвою «Вітроелектричні установки (ВЕУ): Пожежна безпека», у співробітництві з GL у якості органу сертифікації ВЕУ і представниками виробників ВЕУ. Дана настанова з пожежної безпеки, яка є новинкою також на міжнародному рівні, повинна стати орієнтиром при практичному проектуванні, будівництві і експлуатуванні ВЕУ, а також є основою для випробування і сертифікації систем протипожежного захисту ВЕУ.

Попередження збитків являє собою тривалий процес удосконалення і поглиблення знань не тільки стосовно ВЕУ, де через швидкий розвиток технологій ще не вистачає досвіду. Тому страхові організації надалі докладають зусилля для попередження збитків на ВЕУ і для цього, наприклад, удосконалюються технічні стандарти для Системи моніторингу стану (Condition Monitoring Systems (CMS)) на основі нового практичного досвіду.

6. Джерела

  • Брошура GDV «Відновлювані джерела енергії: загальний облік стану розвитку технологій і потенційні техногенні загрози», заключна доповідь проектної групи «Відновлювані джерела енергії» відділу страхування технологій у GDV.
  • Звіт GDV «Вітроелектричні установки на морі (морські ВЕУ); Добровільні технічні настанови для страхування». «Вітроелектричні установки (ВЕУ); Пожежна безпека» (VdS 3523), VdS Schadenverhutung Verlag, Koeln.
  • GL Настанови, «Сертифікація протипожежних систем для вітроелектричних установок (ВЕУ), процедура випробування», Germanischer Lloyd.

Возврат к списку