Міністерство освіти та науки Російської Федерації
Уфімський державний авіаційний технічний університет
Кафедра «Пожежна безпека»
Розрахунково-графічна робота
Тема: Розрахунок автоматичного встановлення водяного пожежогасіння
Керівник:
асистент кафедри
"Пожежна безпека" Гарданова О.В.
Виконавець
студент групи ПБ-205 ст
Гафурова Р.Д.
Залікова книжка № 210149
Уфа, 2012 р.
Завдання
У цій роботі необхідно виконати аксонометрическую схему системи водяного автоматичного пожежогасіння із зазначенням на ній розмірів та діаметрів ділянок труб, місць розташування зрошувачів та необхідного обладнання.
Повісті гідравлічний розрахунок для вибраних діаметрів трубопроводів. Визначити розрахункову витрату установки автоматичного водяного пожежогасіння.
Виконати розрахунок напору, який має забезпечити насосна станція та підібрати обладнання для насосної станції.
встановлення пожежогасіння трубопровід напір
Анотація
РГР за курсом «Виробнича та пожежна автоматика» спрямована на вирішення конкретних завдань з монтажу та технічного обслуговування установок пожежної автоматики.
У цій роботі показано шляхи застосування теоретичних знань для вирішення інженерних завдань з питань створення систем протипожежного захисту будівель.
У ході виконання роботи:
вивчено технічну та нормативну документацію, що регламентує проектування, монтаж та експлуатацію установок пожежогасіння;
наведено методику технологічних розрахунків для забезпечення необхідних параметрів встановлення пожежогасіння;
показано правила застосування технічної літератури та нормативних документів з питань створення систем протипожежного захисту.
Виконання РГР сприяє розвитку у студентів навичок самостійної роботи та формування творчого підходу до вирішення інженерних завдань з питань створення систем протипожежного захисту будівель.
Анотація
Вступ
Вихідні дані
Розрахункові формули
Основні принципи роботи установки пожежогасіння
1 Принцип роботи насосної станції
2 Принцип роботи спринклерної установки
Проектування установки водяного пожежогасіння. Гідравлічний розрахунок
Вибір обладнання
Висновок
Список літератури
Вступ
Найбільшого поширення нині набули автоматичні системи водяного пожежогасіння. Вони використовуються на великих площах для захисту торговельних та багатофункціональних центрів, адміністративних будівель, спортивних комплексів, готелів, підприємств, гаражів та автостоянок, банків, об'єктів енергетики, військових об'єктів та об'єктів спеціального призначення, складів, житлових будинків та котеджів.
У моєму варіанті завдання представлений об'єкт виробництва спиртів, ефірів із підсобними приміщеннями, який відповідно до п.20 таблиці А.1 додатка А склепіння правил 5.13130.2009 незалежно від площі повинен мати автоматичну систему пожежогасіння. Інші підсобні приміщення об'єкта відповідно до вимог цієї таблиці оснащувати автоматичною системою пожежогасіння необов'язково. Стіни та перекриття залізобетонні.
Основним видом пожежного навантаження є спирти та ефіри. Відповідно до таблиці приймаємо рішення, що для гасіння можна використовувати розчин піноутворювача.
Основне пожежне навантаження в об'єкті з висотою приміщень 4 метри виходить з ремонтної зони, яка відповідно до таблиці додатка Б склепіння правил 5.13130.2009 відноситься до 4.2 групи приміщень за ступенем небезпеки розвитку пожежі в залежності від їх функціонального призначення та пожежного навантаження.
На об'єкті відсутні приміщення категорій А та Б щодо вибухопожежної небезпеки відповідно до СП 5.13130.2009 та вибухонебезпечні зони відповідно до ПУЕ.
Для гасіння можливих спалахів в об'єкті, з урахуванням наявного завантаження, можливе використання розчину піноутворювача.
Для оснащення об'єкта виробництва спиртів, ефірів оберемо автоматичну установку пінного пожежогасіння сплінклерного типу, заповнену розчином піноутворювача. Під піноутворювачами маються на увазі концентровані водні розчини ПАР (поверхнево-активних речовин), призначені для отримання спеціальних розчинів змочувачів або піни. Застосування подібних піноутворювачів під час гасіння пожежі дозволяє суттєво знизити інтенсивність горіння вже за 1,5-2 хвилини. Способи впливу на джерело займання залежать від виду піноутворювача, який використовується в вогнегаснику, але основні принципи дії єдині для всіх:
за рахунок того, що піна має масу, значно меншу, ніж маса у будь-якій займистої рідини, вона покриває поверхню палива, тим самим пригнічуючи вогонь;
використання води, що входить до складу піноутворювача, дозволяє протягом декількох секунд знизити температуру палива до рівня, при якому горіння стає неможливим;
піна ефективно запобігає подальшому поширенню гарячих випарів, що утворюються в результаті займання, що робить повторне займання практично неможливим.
Завдяки цим особливостям піноутворювачі активно застосовуються для пожежогасіння в нафтохімічній та хімічній промисловостях, де існує високий ризик займання горючих і легкозаймистих рідин. Ці речовини не становлять загрози для здоров'я або життя людей, а їх сліди легко видаляються з приміщень.
1. Вихідні дані
Гідравлічний розрахунок виконується відповідно до вимог СП 5.13130.2009 «Встановлення пожежогасіння та сигналізації. Норми та правила проектування» за методикою, викладеною в Додатку В.
Об'єкт, що захищається, є обсягом приміщення 30х48х4м, у плані - прямокутник. Загальна площа об'єкту складає 1440 м2.
Вихідні дані для виробництва спиртів, ефірів відповідно до певної групи приміщень знаходимо з таблиці 5.1 даного склепіння правил розділу «Водяні та пінні установки пожежогасіння»:
інтенсивність зрошення - 0,17 л/(с*м2);
площа для розрахунку витрати води – 180 м2;
мінімальна витрата води установки пожежогасіння – 65 л/с;
максимальна відстань між зрошувачами – 3 м;
обрана максимальна площа, контрольована одним спринклерним зрошувачем - 12м2.
тривалість роботи – 60 хв.
Для захисту складу вибираємо зрошувач СПО0-РУо(д)0,74-R1/2/Р57(68,79,93,141,182). . документації на зрошувач).
2. Розрахункові формули
Розрахункова витрата води через зрошувач, що диктує, розташований в диктуючій зрошуваній площі, що захищається, визначаємо за формулою
де q1 - витрата ОТВ через диктуючий зрошувач, л / с; - коефіцієнт продуктивності зрошувача, що приймається за технічною документацією на виріб, л / (с МПа0,5);
Р – тиск перед зрошувачем, МПа.
Витрата першого зрошувача, що диктує, є розрахунковим значенням Q1-2 на ділянці L1-2 між першим і другим зрошувачами
Діаметр трубопроводу на ділянці L1-2 призначає проектувальник або визначають за формулою
де d1-2 - діаметр між першим і другим зрошувачами трубопроводу, мм; -2 - витрата ОТВ, л/с;
μ - коефіцієнт витрати; - швидкість руху води, м/с (не повинна перевищувати 10 м/с).
Діаметр збільшують до найближчого номінального значення за ГОСТ 28338.
Втрати тиску Р1-2 на ділянці L1-2 визначають за формулою
де Q1-2 - сумарна витрата ОТВ першого та другого зрошувачів, л/с; т - питома характеристика трубопроводу, л6/с2;
А - питомий опір трубопроводу, що залежить від діаметра та шорсткості стінок, с2/л6.
Питомий опір та питома гідравлічна характеристика трубопроводів для труб (з вуглецевих матеріалів) різного діаметру наведено в таблиці В.1<#"606542.files/image005.gif">
Гідравлічну характеристику рядків, виконаних конструктивно однаково, визначаємо за узагальненою характеристикою розрахункової ділянки трубопроводу.
Узагальнену характеристику рядка I визначаємо з виразу
Втрати тиску на ділянці а-b для симетричної та несиметричної схем знаходимо за формулою.
Тиск у точці b становитиме
Рb = Pa + Pa-b.
Витрата води з рядка II визначаємо за формулою
Розрахунок всіх наступних рядків до отримання розрахункового (фактичного) витрати води та відповідного йому тиску ведемо аналогічно до розрахунку рядка II.
Симетричну та несиметричну кільцеві схеми розрахуємо аналогічно тупиковій мережі, але при 50% розрахункової витрати води по кожному півкільцю.
3. Основні засади роботи установки пожежогасіння
Автоматична установка пожежогасіння складається з наступних основних елементів: насосної станції автоматичного пожежогасіння із системою вхідних (всмоктувальних) та підвідних (напірних) трубопроводів; - вузлів управління з системою живильних та розподільчих трубопроводів із встановленими на них спринклерними зрошувачами.
1 Принцип роботи насосної станції
У черговому режимі експлуатації живильні та розподільні трубопроводи спринклерних установок постійно заповнені водою і знаходяться під тиском, що забезпечує постійну готовність до гасіння пожежі. Жокей-насос включається при спрацюванні сигналізатора тиску.
При пожежі, коли тиск на жокей-насосі (у живильному трубопроводі) падає, при спрацюванні сигналізатора тиску включається робочий пожежний насос, що забезпечує повну витрату. Одночасно при включенні пожежного насоса подається сигнал пожежної тривоги до системи пожежної безпеки об'єкта.
Якщо електродвигун робочого пожежного насоса не вмикається або насос не забезпечує розрахункового тиску, через 10 с включається електродвигун резервного пожежного насоса. Імпульс на включення резервного насоса подається від сигналізатора тиску, встановленого на трубопроводі напірного робочого насоса.
При увімкненні робочого пожежного насоса жокей-насос автоматично вимикається. Після ліквідації вогнища пожежі припинення подачі води в систему проводиться вручну, для чого відключаються пожежні насоси та закривається засувка перед вузлом керування.
3.2 Принцип роботи спринклерної установки
При виникненні загоряння в приміщенні, що захищається спринклерною секцією, і підвищенні температури повітря більше 68 "З руйнується тепловий замок (скляна колба) спринклерного зрошувача. Вода, що знаходиться в розподільчих трубопроводах під тиском, виштовхує клапан, що перекриває вихідний отвір сприн. з спринклерного зрошувача надходить у приміщення, тиск у мережі падає.При падінні тиску на 0,1 МПа спрацьовують сигналізатори тиску, встановлені на напірному трубопроводі, подається імпульс на включення робочого насоса.
Насос забирає воду з міської водопровідної мережі, минаючи водомірний вузол і подає її в систему трубопроводів установки пожежогасіння. При цьому жокей-насос автоматично вимикається. Сигналізатори потоку рідини при виникненні пожежі на одному з поверхів дублюють сигнали про спрацювання установки водяного пожежогасіння (тим самим ідентифікуючи місце загоряння) та одночасно відключають систему енергоживлення відповідного поверху.
Одночасно з автоматичним включенням установки пожежогасіння до приміщення пожежного посту з цілодобовим перебуванням оперативного персоналу передаються сигнали про пожежу, включення насосів та початок роботи установки у відповідному напрямку. При цьому світлова сигналізація супроводжується звуковою.
4. Проектування установки водяного пожежогасіння. Гідравлічний розрахунок
Гідравлічний розрахунок виконують на найвіддаленіший і високорозташований («диктуючий») зрошувач з умови спрацьовування всіх зрошувачів, найбільш віддалених від водоживильника та змонтованих на розрахунковій площі.
Намічаємо трасування трубопровідної мережі та план розміщення зрошувачів і виділяємо диктуючу зрошувану площу, що захищається на гідравлічній план-схемі АУП, на якій розташований диктуючий зрошувач і проводимо гідравлічний розрахунок АУП.
Визначення розрахункової витрати води на площі, що захищається.
Визначення витрати і натиску перед «зрошувачем, що диктує» (витрата в точці 1 на схемі в додатку 1) визначається за формулою:
= K √ H
Витрата «зрослювача, що диктує», повинен забезпечувати нормативну інтенсивність зрошення, тому:
хв = I * S = 0,17 * 12 = 2,04 л/с, таким чином, Q1 ≥ 2,04 л/с
Примітка. При розрахунку необхідно враховувати кількість зрошувачів, які захищають розрахункову площу. На розрахунковій площі 180 м2 розташовано 4 рядки по 5 та 4 зрошувачів, загальна витрата має бути не менше 60 л/с (див. табл.5.2 СП 5.13130.2009 для 4.2 групи приміщень). Таким чином, при розрахунку натиску перед «зрошувачем, що диктує», необхідно врахувати, що для забезпечення мінімальної необхідної витрати установки пожежогасіння витрата (а значить і натиск) кожного зрошувача доведеться збільшити. Тобто в нашому випадку - якщо витрата з зрошувача прийняти рівним 2,04 л/с, то сумарна витрата 18 зрошувачів приблизно дорівнює 2,04 * 18 = 37 л/с, а з урахуванням різного натиску перед зрошувачами буде трохи більше, але це значення відповідає необхідному витраті 65 л/с. Таким чином, необхідно підібрати натиск перед зрошувачем таким чином, щоб сумарна витрата 18 зрошувачів, розташованих на розрахунковій площі, була більше 65 л/с. І тому: 65/18=3,611, тобто. витрата зрошувача, що диктує, повинен бути більше 3,6 л/с. Провівши кілька варіантів розрахунків у чернетці визначаємо необхідний натиск перед «зрошувачем, що диктує». У разі H=24 м.в.с.=0,024МПа.
(1) = k √ H = 0.74√24 = 3,625 л / с;
Порахуємо діаметр трубопроводу в рядку за такою формулою:
Звідки отримаємо при швидкості течії води 5 м/c, значення d=40 мм і приймемо для запасу значення 50 мм.
Втрати напору дільниці 1-2: dH(1-2)= Q(1) *Q(1) *l(1-2) / Km= 3,625*3,625*6/110=0,717 м.в.с.= 0,007 МПа;
Для визначення витрати з 2-го зрошувача обчислимо натиск перед 2-м зрошувачем:
Н(2) = Н (1) + dH (1-2) = 24 +0,717 = 24,717 м.в.с.
Витрата з 2-го зрошувача: Q (2) = k √ H = 0.74√24,717 = 3,679 л / с;
Втрати напору дільниці 2-3: dH(2-3)= (Q(1) + Q(2))*(Q(1) + Q(2))*l(2-3) / Km= 7,304* 7,304 * 1,5 / 110 = 0,727 м. в. с;
Натиск у точці 3: Н (3) = Н (2) + dH (2-3) = 24,717 +0,727 = 25,444 м.в.с;
Сумарна витрата правої гілки першого рядка дорівнює Q1 + Q2 = 7304 л / с.
Оскільки права і ліва гілки першого рядка виконані конструктивно однаково (по 2 зрошувача), то витрата лівої гілки також дорівнює 7,304 л/с. Сумарна витрата першої рядки дорівнює Q I = 14,608 л/с.
Витрата в т.3 -ділиться навпіл, оскільки живильний трубопровід виконаний тупиковим. Тому при підрахунку втрат натиску на ділянці 4-5 враховуватиметься витрата першої рядки. Q(3-4) = 14,608 л/с.
Значення d=150 мм приймемо для основного трубопроводу.
Втрати натиску на ділянці 3-4:
(3-4) = Q (3) * Q (3) * l (3-4) / Km = 14,608 * 14,608 * 3/36920 = 0,017 м. в. с;
Натиск у точці 4: Н (4) = Н (3) + dH (3-4) = 25,444 +0,017 = 25,461 м. в. с;
Для визначення витрати 2-ї рядки необхідно визначити коефіцієнт:
Тобто B = Q (3) * Q (3) / H (3) = 8,39
Таким чином, витрата 2-ї рядки дорівнює:
II = √8, 39 * 24,918 = 14,616 л / с;
Сумарна витрата з 2-х рядків: QI + QII = 14,608 +14,616 = 29,224 л / с;
Аналогічно знаходжу (4-5) = Q (4) * Q (4) * l (4-5) / km = 29,224 * 29,224 * 3/36920 = 0,069 м. в. с;
Натиск у точці 5: Н (5) = Н (4) + dH (4-5) = 25,461 +0,069 = 25,53 м. в. с;
Оскільки наступні 2 рядки є несиметричними, то знаходимо витрату 3-ї рядки наступним чином:
Тобто B = Q (1) * Q (1) / H (4) = 3,625 * 3,625 / 25,461 = 0,516 лев = √0,516 * 25,53 = 3,629 л / с; (5) = 14,616 +3,629 = 18,245 л /с = Q (5) * Q (5) / H (5) = 13,04 III = √13,04 * 25,53 = 18,24 л / с;
Сумарний витрата з 3-х рядків: Q (3 рядків) = 47,464 л / с;
Втрати напору дільниці 5-6:(5-6)=Q (6) *Q (6) *l(5-6)/Km= 47,464 *47,464 *3/36920=0,183 м. в. с;
Натиск у точці 6: Н (6) = Н (5) + dH (5-6) = 25,53 +0,183 = 25,713 м. в. с;
IV = √13,04 * 25,713 = 18,311 л/с;
Сумарна витрата з 4-х рядків: Q(4 рядків) = 65,775 л/с;
Таким чином, розрахункова витрата дорівнює 65775 л/с, що відповідає вимогам нормативних документів >65 л/с.
Необхідний напір на початку установки (біля пожежного насоса) розраховують із наступних складових:
натиск перед «диктуючим» зрошувачем;
втрати напору у розподільчому трубопроводі;
втрати напору в живильному трубопроводі;
втрати напору у вузлі управління;
різниця відміток насоса і «зрослювача».
Втрати напору у вузлі управління:
.вод.ст,
Необхідний напір, який має забезпечити насосна установка, визначають за такою формулою:
тр = 24 +4 +8,45 + (9,622) * 0,2 +9,622 = 47,99 м.в.с. = 0,48 МПа
Загальна витрата води на спринклерне пожежогасіння: (4 рядки) = 65,775 л / с = 236,79 м3 / год
Необхідний напір:
тр = 48 м.в.с. = 0,48 МПа
5. Вибір обладнання
Розрахунки проводились з урахуванням обраного зрошувача СПОО-РУоО,74-R1/2/Р57.ВЗ-«СПУ-15»-бронза з діаметром вихідного отвору 15 мм.
З урахуванням специфіки об'єкта (унікальна багатофункціональна будівля з масовим перебуванням людей), складної системи трубопроводів внутрішнього протипожежного водопроводу, насосна установка підбирається із запасом напору, що подається.
Час гасіння становить 60 хв, тобто необхідно подати 234 тисячі літрів води.
Проектним рішенням вибирається насос Іртиш-ЦМК 150/400-55/4 число оборотів 1500 об/хв, який має запас як H=48 м.в.с., так і Q. насоса=65м.
Робочі характеристики насоса наведено малюнку.
Висновок
У даній РГР наведено результати вивчених методик проектування автоматичних установок пожежогасіння та розрахунки, необхідні для проектування автоматичної установки пожежогасіння.
За результатами гідравлічного розрахунку визначено розміщення зрошувачів з метою досягнення витрати води на пожежогасіння на площі, що захищається - 65 л/с. Задля більшої нормативної інтенсивності зрошення знадобиться напір 48 м.вод.ст.
Обладнання для установок вибрано, виходячи з нормативного мінімального значення інтенсивності зрошення, розрахункових значень витрати та необхідного напору.
Список літератури
1 СП 5.13130.2009. Установки пожежної сигналізації та пожежогасіння автоматичні. Норми та правила проектування.
Федеральний закон № 123 – ФЗ «Технічний регламент про вимоги пожежної безпеки» від 22.07.2008 р.
Проектування водяних та пінних автоматичних установок пожежогасіння/Л.М. Мешман, С.Г. Царіченко, В.А. Билінкін, В.В. Альошин, Р.Ю. Губін; за заг.ред. Н.П. Копилова. - М: ВНДІПО МНС РФ, 2002.-413 с.
Інтернет-сайти виробників протипожежного обладнання
Чому вода не гасить?
Експертний огляд помилок, які допускаються під час проведення гідравлічного розрахунку автоматичного встановлення водяного пожежогасіння (АУВПТ).
Як часто в спробах оптимізувати при проектуванні, багато «фахівців» на виході отримують дуже неефективну установку водяного пожежогасіння.
У цій статті викладено деякі спостереження автора про тонкощі гідравлічного розрахунку установок водяного пожежогасіння та помилки, які необхідно уникати під час проведення його експертизи. Наводяться частковий аналіз існуючої офіційної методики розрахунку та деякі висновки із власного досвіду проектування.
1. Епюри та графіки замість розрахунків.
Багато проектувальників помилково визначають Тиск (Р) на диктуючому зрошувачі розрахунковим шляхом залежно від Коефіцієнта продуктивності зрошувача (Кпр.) та необхідного Витрати (Q) даного зрошувача. При цьому необхідний Витрата приймається шляхом множення нормативної інтенсивності на площу, що захищається зрошувачем, яка вказана в паспорті цього зрошувача.
Наприклад, якщо необхідна інтенсивність 0,08 л/с на 1 м кв., а площа, що захищається зрошувачем, становить 12 м кв., то витрата зрошувача приймається 0,96 л/с. А необхідне на зрошувачі тиск вираховується поформу-ле Р = (д/10 * Кпр.) Л2.
Цей варіант був би вірний, якби весь об'єм води, що виходить з зрошувача, припадав би тільки на його площу, що захищається і при цьому ще рівномірно розподілявся по всій даній площі.
Але фактично частина води з зрошувача розподіляється за межі цієї площі, що захищається зрошувачем. Тому, для правильного визначення тиску на диктуючому зрошувачі необхідно використовувати тільки епюри зрошення або паспортні дані, де зазначено, який необхідно створити тиск перед зрошувачем, щоб він забезпечив необхідну інтенсивність на площі, що захищається.
Ця вимога зазначена у 1-ій частині пункту В.1.9 додатка «В» до СП 5.13130:
«...визначається з урахуванням нормативної інтенсивності зрошення та висоти розташування зрошувача за епюрами зрошення або паспортними даними тиск, який необхідно забезпечити у диктуючого зрошувача...».
2. Чому диктуючий зрошувач не головний?
Витрата всієї секції часто приймається шляхом простого множення мінімальної площі, що захищається (зазначеної в таблиці 5.1 СП 5.13130 для спринклерної АУП) на нормативну інтенсивність або просто за мінімальною необхідною витратою, зазначеною в таблицях 5.1, 5.2, 5.3 СП 5.131.
Хоча в даний час відповідно до методики розрахунку, викладеної в додатку «В» до СП 5.13130 потрібно спочатку правильно визначити витрату найвіддаленішого і високорозташованого зрошувача (зрошувача, що диктує), потім розрахувати втрати тиску на ділянці від диктуючого зрошувача до наступного, потім з урахуванням цих втрат розрахувати тиск на другому зрошувачі (адже тиск на ньому буде більшим, ніж на диктуючому). Тобто. необхідно визначати витрату кожного зрошувача, що знаходиться на площі, що захищається даною установкою. При цьому необхідно враховувати, що витрата зрошувачів, встановлених на розподільчій мережі, зростає в міру віддалення від зрошувача, що диктує, т.к. тиск на них також зростає з наближенням до місця розташування вузла управління.
Далі необхідно підсумувати витрати всіх зрошувачів, що припадають на площу, що захищається для даної групи приміщень, і порівняти цю витрату з мінімальною (нормативною) витратою, зазначеною в таблицях 5.1, 5.2, 5.3 СП 5.13130. Якщо розрахункова витрата буде меншою за нормативну, то розрахунок необхідно продовжувати (враховувати наступні зрошувачі, розміщені на трубопроводах) до перевищення значення фактичної витрати над нормативним.
3. Не всі струмені однакові.
Аналогічною є ситуація при визначенні витрат пожежних кранів при проектуванні суміщеної установки водяного пожежогасіння та системи внутрішнього протипожежного водопроводу.
Спочатку витрати на пожежні крани визначаються за таблицями 1 і 2 СП 10.13130, залежно від призначення об'єкта та його параметрів (поверховості, обсягу, ступеня вогнестійкості та категорії). Але у другому абзаці пункту 4.1.1 СП 10.13130 зазначено, що «Витрата води на пожежогасіння залежно від висоти компактної частини струменя та діаметра сприску слід уточнювати за таблицею 3».
Наприклад, для громадського будинку визначили 2 струмені по 2,5 л/с. Далі, по таблиці 3 дивимося, що витрата 2,6 л/с може бути забезпечений при довжині пожежного рукава 10 м тільки при тиску 0,198 МПа перед клапаном пожежного крана DN65 і діаметром сприску наконечника пожежного ствола 13 мм. Отже, і раніше визначена для кожного пожежного крана витрата (2,5 л/с) буде збільшена як мінімум до 2,6 л/с.
Далі, якщо в нас не один пожежний кран (два і більше струменя), то за аналогією з розрахунком спринклерної установки, необхідно зробити розрахунок втрат тиску на ділянці від першого пожежного крана, що диктує, до другого. Потім необхідно визначити фактичний тиск, який буде у клапана другого пожежного крана з урахуванням його геометричної висоти, довжини та діаметра трубопроводу. Якщо тиск більший, ніж на першому ПК, то й витрата другого ПК буде більшою. А якщо тиск менший, то необхідно виконати відповідну поправку тиску на першому ПК таким чином, щоб тиск на клапані другого ПК відповідав раніше прийнятим (уточненим) таблиці 3 СП 10.13130.
Якщо ж у системі три і більше задіяні пожежні крани (струми), то розрахунок такої системи ускладнюється в рази і провести його вручну дуже трудомістко.
4. Штраф за перевищення швидкості.
При проведенні гідравлічного розрахунку АУВПТ важливо, крім розрахунку основних параметрів (тиску та витрати), враховувати кілька інших значущих параметрів і стежити, щоб вони також були в нормі. Наприклад, не можна перевищувати граничні швидкості руху води або розчину піноутворювача в напірних (живлячих, розподільчих, що підводять) трубопроводах більше 10 м/с, і всмоктуючих - більше 2,8 м/с.
Варто відзначити, що швидкість тим вища, чим більше значення витрати, а значить, при проведенні розрахунку в міру віддалення від диктуючого зрошувача і наближення до вузла управління швидкість у гілках і рядках зростатиме. Отже, діаметри розподільчих трубопроводів, прийняті на початку розрахунку для гілок з диктуючим зрошувачем, можуть не пройти за параметрами швидкості для гілок в кінці розрахункової площі, що захищається.
5. Це у нас комора, але ми тут взагалі нічого не зберігаємо.
Відповідно до приміток 1 та 2 додатка «Б» до СП 5.13130:
«1. Групи приміщень визначені за функціональним призначенням. У випадках, коли неможливо підібрати аналогічні виробництва, групу слід визначати за категорією приміщення.
З цим начебто все зрозуміло і, як правило, не викликає питань. Однак далі в примітці 3 зазначено, що якщо складське приміщення вбудоване в будинок, приміщення якого відносяться до 1-ої групи, параметри для такого (складського) приміщення слід приймати по 2-й групі приміщень.
Наприклад, у торговому центрі або звичайному магазині до 2-ої групи у нас можуть належати так звані комори, підсобки, гардероби, білизняні та інші приміщення зберігання, в яких величина питомого пожежного навантаження становить від 181 до 1400 МДж/м кв. (Категорія ВЗ).
Отже, якщо зазначені приміщення різних груп у нас захищаються однією секцією пожежогасіння, то проектувальник повинен спочатку зробити розрахунок для всіх приміщень 1-ої групи, потім окремо розрахунки для кожного приміщення 2-ої групи, потім вибрати параметри даної секції, що диктують, і не забути скоригувати тиск. і витрати на розрахункових ділянок, які є диктуючими.
До речі, далі у примітці 4 зазначено, що, якщо приміщення належить до 2-ої групи приміщень, і величина питомого пожежного навантаження понад 1400 МДж/м кв. або більше 2200 МДж/м кв., Інтенсивність зрошення слід також збільшувати в 1,5 або 2,5 рази відповідно. Даний випадок більше відноситься до виробничих об'єктів захисту, але вимагає, щоб з розрахунком водяного пожежогасіння паралельно проводився розрахунок категорій приміщень із вибухопожежної та пожежної небезпеки.
6. А цю трубу можна не враховувати.
Дуже рідко зустрічається практика
Це розрахунок втрат тиску в трубопроводі, що підводить (від вузла управління до напірного патрубка пожежного насоса). Як правило, зазвичай розрахунок ведеться в кращому випадку до вузла управління, хоча в залежності від діаметра трубопроводу, що підводить, і кількості вузлів управління, встановлених на ньому, втрати тиску на даній ділянці можуть бути дуже істотними.
7. Семимільними кроками.
Часто помилково максимальна відстань між зрошувачами приймається за таблицею 5.1. СП 5.13130, тобто. 4 чи 3 метри відповідно. Однак, для забезпечення рівномірного зрошення, максимальна відстань між зрошувачами (при розташуванні їх по квадрату) повинна бути не більше сторони квадрата, вписаного в коло, що утворюється площі, що захищається зрошувачем. Наприклад, при площі, що захищається 12 м кв. розрахункова відстань між зрошувачами складатиме всього 2,76 метра.
8. Три по сто на одну склянку.
Не проводиться розрахунок кількості та пропускної спроможності патрубків для підключення пересувної пожежної техніки (пожежних автомобілів) з урахуванням максимальної витрати, що видається одним пожежним автомобілем на такий патрубок. Суть у тому, що стандартний пожежний автомобіль (наприклад, автоцистерна АЦ-40(130)) має відцентровий насос із витратою 40 л/с, але видати цю витрату він може лише через два напірні патрубки (на кожен по 20 л/с). Навіть лафетний ствол, що возиться на автоцистерні, з витратою 40 л/с підключається до автомобіля також через два пожежні рукави.
9. Пожежа може бути і НЕ у найдальшому приміщенні.
Не проводиться порівняння необхідних витрати і тиску в залежності від місця розташування розрахункової площі, що захищається. Необхідно розглядати як мінімум два варіанти: у найбільш віддаленій частині секції (як зазначено в методиці СП 5.130130), і, навпаки - розташованої безпосередньо поблизу вузла управління. Як правило, у другому випадку витрата виходить більшою.
10. І наостанок знову про дренчерну завісу.
Приєднуються до трубопроводів спринклерної установки пожежогасіння дренчерні завіси взагалі рідко розраховуються в повному обсязі, а їх витрата приймається формально з розрахунку 1 л/с на 1 м такої завіси. При цьому відстані між дренчерними зрошувачами також приймаються необґрунтованим і без урахування взаємної дії сусідніх зрошувачів на кожну точку, що захищається. Тут, як і при розрахунку спринклерної установки, необхідно враховувати збільшення витрати кожного зрошувача при віддаленні від диктуючого (у бік розташування вузла управління), підсумовувати ці витрати, а потім коригувати отриману витрату з урахуванням фактичного тиску в точці приєднання трубопроводу дренчерної завіси із загальною системою трубопроводів установки.
У даному відеоматеріалі демонструється і розбирається 10 поширених помилок, які допускаються при проведенні гідравлічного розрахунку установок водяного пожежогасіння. Відео у двох частинах. Загальна тривалість – близько 1 години.
Визначення робочих параметрів системи.
Гідравлічний розрахунок спринклерної мережі має на меті визначення витрати води, а також визначення необхідного тиску у водоживильників та найбільш економічних діаметрів труб.
Згідно з НПБ 88-2001*, необхідна кількість води для гасіння пожежі дорівнює:
Q = q * S, л/с
де q
- Необхідна інтенсивність зрошення, лс/м2;
S
– площа для розрахунку витрати води, м.
Фактична ж витрата вогнегасної речовини визначається виходячи з технічних характеристик обраного типу зрошувача, напору перед ним, умови розміщення необхідної кількості зрошувачів, що забезпечують захист розрахункової площі, у тому числі й у разі необхідності монтажу зрошувачів під технологічним обладнанням, майданчиками або вентиляційними коробами, якщо вони перешкоджають зрошенню поверхні, що захищається. Розрахункова площа приймається згідно з НПБ 88-2001 залежно від групи приміщень.
Багато проектувальників щодо фактичної витрати води або за розрахунковий витрата приймають мінімально необхідну витрату, або припиняють розрахунок, досягнувши значення необхідної кількості вогнегасної речовини.
Помилка полягає в тому, що таким чином не забезпечується зрошення всієї нормативної розрахункової площі з необхідною інтенсивністю, оскільки система не розраховується і не враховує фактичної роботи зрошувачів на розрахунковій площі. Отже, неправильно визначаються діаметри магістрального і трубопроводу, що подає, підбираються насоси і типи вузлів управління.
Розглянемо сказане вище на невеликому прикладі.
Необхідно захистити приміщення S=50 м2, з необхідною інтенсивністю q=0,08 л/с*м2
За НПБ 88-2001*, необхідна кількість води для гасіння пожежі дорівнює: Q = 50 * 0,08 = 4 л / с.
За п. 6. Дод. 2 НПБ 88-2001, розрахункова витрата води Qd, л/с, через зрошувач визначається за формулою:
де k- Коефіцієнт продуктивності зрошувача, що приймається по технічній документації на виріб, k = 0,47(Для цього варіанту); Н- вільний натиск перед зрошувачем, Н = 10 м.
Так як в обсязі однієї статті неможливо докладно описати гідравлічний розрахунок з урахуванням усіх необхідних факторів, що впливають на роботу системи - лінійних і місцевих втрат у трубопроводах, конфігурацію системи (кільцева або тупикова), в даному прикладі приймемо витрату води як суму витрат через найбільш віддалений зрошувач .
Qф = Qd * n,
де n- кількість зрошувачів, що розміщуються на площі, що захищається
Qф = 1,49 * 8 = 11,92 л / с.
Бачимо, що фактична витрата Qфзначно перевищує необхідну кількість води Q, отже, для нормальної роботи системи із забезпеченням усіх необхідних умов необхідно передбачити всі можливі фактори, що впливають роботу системи.
Автоматична установка спринклерного водяного пожежогасіння, поєднана із пожежними кранами.
Спринклерні зрошувачі та пожежні крани – це дві протипожежні системи, що мають одне призначення, але різну функціональну структуру побудови, тому їхнє поєднання викликає деяку плутанину, оскільки доводиться керуватися різними нормативними документами для побудови загальної системи.
Згідно з п. 4.32 НПБ 88-2001*, «У спринклерних водозаповнених установках на трубопроводах живлення діаметром 65 мм і більше допускається встановлення пожежних кранів за СНиП 2.04.01-85*».
Розглянемо один з варіантів, що часто зустрічаються. Даний приклад часто трапляється у багатоповерхових будинках, коли за бажанням замовника та з метою економії коштів поєднують систему автоматичного спринклерного пожежогасіння із системою внутрішнього протипожежного водопроводу.
За п. 9.1 СНиП 2.04.01-85*, при числі пожежних кранів 12 і більше, систему слід приймати кільцевою. Кільцеві мережі повинні бути приєднані до зовнішньої кільцевої мережі щонайменше двома вводами.
Помилки, допущені у схемі на малюнку 2:
? Ділянки трубопроводу, що підводить, до секцій з кількістю ПК більше 12 «А+Б» і «Г+Д» тупикові. Поверхове кільце не відповідає вимогам п. 9.1 СНиП 2.04.01-85*.
«Системи внутрішніх водопроводів холодної води слід приймати:
– тупиковими, якщо допускається перерва у подачі води та при числі пожежних кранів до 12;
– кільцевими або із закільцьованими вводами при двох тупикових трубопроводах із закільцьованими вводами при двох тупикових трубопроводах з відгалуженнями до споживачів від кожного з них для забезпечення безперервної подачі води.
Кільцеві мережі повинні бути приєднані до зовнішньої кільцевої мережі не менше ніж двома введеннями».
П. 4.34. НПБ 88-2001*: «Секція сплінклерної установки з 12 і більше пожежними кранами повинна мати два введення».
? За п. 4.34. НПБ 88-2001*, «для спринклерних установок з двома секціями та більше друге введення із засувкою допускається здійснювати від суміжної секції». Ділянка «А+Г» не є таким уведенням, оскільки після нього йде тупикова ділянка трубопроводу.
? Порушуються вимоги п. 6.12. СНиП 2.04.01-85*: кількість струменів, що подаються від одного стояка, перевищує нормативні значення. «Кількість струменів, що подаються з кожного стояка, слід приймати не більше двох».
Дана схема доречна при числі пожежних кранів у спринклерній секції менше ніж 12.
на малюнку 3кожна секція спринклерної установки з кількістю пожежних кранів понад 12 має два введення, друге введення здійснено від суміжної секції (Ділянка «А+Б», що не суперечить вимогам п. 4.34 НПБ 88-2001*).
Стояки закільцьовані горизонтальними перемичками, створивши єдине кільце, тому п. 6.12. СНиП 2.04.02-84 * «Кількість струменів, що подаються з кожного стояка, слід приймати не більше двох» не порушується.
Дана схема передбачає безперебійне забезпечення системи водою за I категорією надійності.
Водопостачання установки автоматичного водяного пожежогасіння.
Системи пожежогасіння своїм призначенням передбачають забезпечення безпеки людей та збереження майна, тому вони повинні знаходитись постійно в робочому стані.
При необхідності встановлення на системі насосів-підвищувачів необхідно забезпечити їх електроенергією та подачею води за умов безперебійності, тобто. за I категорією надійності.
Системи водяного пожежогасіння належать до I категорії. За п. 4.4 до системи висуваються вимоги:
«І категорія — допускається зниження подачі води на господарсько-питні потреби не більше 30% розрахункової витрати та на виробничі потреби до межі, яка встановлюється аварійним графіком роботи підприємств; тривалість зниження подачі має перевищувати 3 діб. Перерва в подачі води або зниження подачі нижче вказаної межі допускаються на час вимкнення резервних елементів системи (обладнання, арматури, споруд, трубопроводів та ін.), але не більше ніж на 10 хв».
Однією з помилок, що зустрічаються у проектах, є те, що система автоматичного водяного пожежогасіння не забезпечується за I категорією надійності подачі води.
Це виникає через те, що п. 4.28. НПБ 88-2001* свідчить «Підведення трубопроводів допускається проектувати тупиковими для трьох і менш вузлів управління». Керуючись цим принципом, проектувальники часто, коли кількість вузлів управління менше трьох, але потрібне встановлення пожежних насосів-підвищувачів, введення на системи пожежогасіння передбачають один.
Дане рішення не правильне, тому що насосні станції автоматичних установок пожежогасіння слід відносити до I категорії надійності згідно Прим. 1 п. 7.1 СНиП 2.04.02-84 «Насосні станції, що подають воду безпосередньо в мережу протипожежного та об'єднаного протипожежного водопроводу, належить відносити до І категорії».
За п. 7.5 СНиП 2.04.02-84, «Кількість всмоктувальних ліній до насосної станції незалежно від числа та груп встановлених насосів, включаючи пожежні, має бути не менше двох. При вимиканні однієї лінії решта має бути розрахована на пропуск повної розрахункової витрати для насосних станцій І та ІІ категорій».
Виходячи з усього перерахованого вище, доцільно звернути увагу на те, що, незалежно від числа вузлів управління автоматичної установки пожежогасіння, за наявності на системі насосної установки, вона повинна забезпечуватися за I категорії надійності.
Оскільки проектна документація не узгоджується органами Державного пожежного нагляду до початку будівельно-монтажних робіт, то виправлення помилок після закінчення монтажу та здачі об'єкта наглядовим органам тягне за собою невиправдані витрати та збільшення строків пуску об'єкта в експлуатацію.
С. Синельников, ТОВ «Технос-М+»
1. Розрахунок спринклерної установки
Порядок розрахунку спринклерних та дренчерних установок наступний:
1. Визначається група приміщень за ступенем небезпеки розвитку пожежі, до якої належить проектоване приміщення, виробництво чи технологічний процес.
Для пожежного навантаження 350 МДжм-2 приймаємо 2-у групу приміщень.
2. Визначаються необхідні параметри водяної чи пінної установки пожежогасіння.
Для 2-ї групи приміщення та вогнегасної речовини маємо:
Інтенсивність зрошення П р, не менше 0,12 л/см 2 ;
Площі, що захищається одним спринкерним гасником, F р; 12 м 2;
Тривалість роботи установки, 60 хв;
Відстань між гасниками, L з, 4м.
3. Визначається необхідна продуктивність зрошувача за формулою:
,
л/с
4. Визначається необхідний коефіцієнт продуктивності зрошувача за формулою:
,
де h- вільний натиск перед зрошувачем, що приймається рівним 5 м.
5. За розрахунковим значенням необхідного коефіцієнта продуктивності приймається діаметр вихідного отвору зрошувача з умови До > Кр. Приймаємо К = 0,71тоді діаметр вихідного отвору дорівнюватиме 15 мм.
6. Уточнюється напір перед зрошувачем (генератором) за формулою:
,
м.
7. Визначається кількість зрошувачів за формулою:
де m- Кількість рядів;
n- кількість зрошувачів у ряду.
де аі в- Довжина і ширина приміщення, що захищається від пожежі, а= 42 м; в= 14 м-коду.
, 
Визначається кількість зрошувачів, що беруть участь у локалізації та гасінні пожежі:
9.Складається розрахункова схема водяної установки пожежогасіння.
При розробці схеми трасування розподільчих трубопроводів необхідно прагнути вибору таку схему, при якій забезпечувалася б подача води з найменшими втратами напору в мережі при можливо меншому діаметрі труб.
Приймається наступний варіант:
10. Проводиться гідравлічний розрахунок водяної установки.
Гідравлічний розрахунок полягає у визначенні параметрів основного водоживлення в залежності від висоти підйому розподільчих трубопроводів з зрошувачами, вільного напору у "зрощувача, що диктує", і втрат напору в мережі на ділянці між водоживителем і "диктуючим" зрошувачем.
Мал. 1 Розрахункова схема спринклерної установки.
Гідравлічні розрахунки у мережі зведемо до таблиці 1.
Таблиця 1 Гідравлічний розрахунок спринклерної установки
|
Ділянок |
l iм |
Діаметр умовного проходу d iмм |
Втрати напору на уч-ці |
Напір у розрах. точках L jм |
Витрата води в розрах. точках q jл/с |
Витрата води на уч-х q iл/с |
||||
Спринклерна система водяного пожежогасіння практична та функціональна. Вона застосовується у рамках розважальних об'єктів, господарських та виробничих будівель. Основна особливість спринклерних ліній – наявність зрошувачів із полімерними вставками. Під впливом високих температур вставка сплавляється активуючи процес пожежогасіння.
Схема спринклерної системи пожежогасіння
До складу типової системи входять такі елементи.
- Керуючі модулі.
- Трубопровід.
- Спринклерні зрошувачі.
- Керуючий модуль.
- Засувки.
- Імпульсний модуль.
- Компресорне обладнання.
- Вимірювальні прилади.
- Насосна установка.
При розрахунку систем гасіння пожежі враховуються параметри приміщення (площа, висота стелі, планування), розпорядження галузевих нормативів, вимоги технічного завдання.
Розрахунок спринклерних установок водяного пожежогасіння мають здійснювати кваліфіковані спеціалісти. Вони мають профільні вимірювальні прилади і необхідне програмне забезпечення.
Переваги системи
Спринклерні системи пожежогасіння мають безліч переваг.
- Автоматичне спрацьовування у разі пожежі.
- Простота основних робочих схем.
- Збереження експлуатаційних показників протягом тривалого срока.
- Зручність обслуговування.
- Прийнятна вартість.
Недоліки системи
До мінусів спринклерних систем належить.
- Залежність від штатної лінії подачі води.
- Неможливість застосування на об'єктах із високим ступенем електрифікації.
- Складнощі при використанні в умовах негативних температур (потрібне застосування повітряно-водних рішень).
- Непридатність зрошувачів для повторного використання.
Приклад розрахунку спринклерної установки водяного пожежогасіння
Гідравлічний розрахунок спринклерної системи пожежогасіння дозволяє визначити робочі показники тиску, оптимальний діаметр трубопроводу та продуктивність лінії.
При розрахунку спринклерного пожежогасіння у частині витрати води використовується така формула:
Q=q p *S, де:
- Q - продуктивність зрошувача;
- S - площа цільового об'єкта.
Витрата води вимірюється в літрах за секунду.
Розрахунок продуктивності зрошувача провадиться за формулою:
q p = J p * F p , де
- J p - Інтенсивність зрошення, встановлена нормативними документами, відповідно до типу приміщення;
- F p - Площа покриття одного спринклера.
Коефіцієнт продуктивності зрошувача представлений у вигляді числа, що не супроводжується одиницями виміру.
При розрахунку системи інженери визначають діаметр вихідних отворів зрошувачів, витрату матеріалів, оптимальні технологічні рішення.
Якщо вам потрібен розрахунок спринклерної системи пожежогасіння, зверніться до співробітників «Тепловогнозахист». Фахівці швидко впораються із завданням, нададуть рекомендації щодо вирішення типових та нестандартних питань.