2.8. Протипожежне водопостачання
2.8.1. Проектування систем протипожежного водопостачання.
системи протипожежного водопостачання (протипожежний водопровід) позначають В2. Вони призначені для локалізації вогню при виникненні пожежі в будівлі, попередження його розповсюдження та гасіння. У зв'язку з тим, що пожежа може виникнути в будь-який час, протипожежний водопровід повинен бути в постійній готовності.
систему протипожежного водопостачання (протипожежний водопровід) влаштовують у: житлових будинках висотою 12 поверхів і вище [1, п.6.1]; у гуртожитках; готелях; пансіонатах; школах-інтернатах висотою у 4 поверхи та вище; лікарнях та лікувально-профілактичних закладах, дитячих садках та яслах, літніх таборах відпочинку, магазинах, підприємствах загального харчування та побутового обслуговування при об'ємі кожного будинку 5000 м2 і більше та інших приміщеннях [6, с.178].
Оскільки системи протипожежного водопостачання працюють рідко, їх доцільно об’єднувати з іншими, наприклад, господарсько-питними [1, п.4.5]. У роздільних системах вода застоюється в мережі, насоси й арматура знаходяться під тиском; в об’єднаних системах будь-який витік води, несправність або аварія швидко усуваються.
Залежно від пожежонебезпечності та вогнестійкості будівель влаштовують такі системи протипожежного водопостачання: з пожежними кранами і стояками в будівлях з постійною присутністю людей, які можуть виявити пожежу і вжити заходів щодо її ліквідації до приїзду пожежної команди; автоматичні спринклерні та дренчерні і напівавтоматичні дренчерні для будівель, де вогонь може швидко поширюватись, а також у малодоступних приміщеннях, що не охороняються, але небезпечних у пожежному відношенні.
У житлових, адміністративно-побутових, лікувальних, фізкультурно-оздоровчих і спортивних та інших типах будівель влаштовують протипожежний водопровід з пожежними кранами.
пожежні крани встановлюють на висоті 1,35 м над підлогою і розміщують у шафах, які мають отвори для провітрювання, пристосовані для опломбування і візуального огляду без розкриття. Спарені пожежні крани допускається встановлювати один над одним, при цьому другий кран має бути на висоті не менше 1,0 м від підлоги [1, п.6.13]. пожежні крани розташовують в місцях, легкодоступних для користування (вестибюлях, коридорах, сходових клітках тощо) [6, с.179; 17, с.98]. Крім того, в пожежних шафах промислових, адміністративно-побутових і громадських будівель слід передбачати можливість розміщення ручних вогнегасників [1, п.6.14].
пожежний кран (ПК) комплектується пожежним вентилем діаметром 50 або 65 мм, пожежним рукавом (шлангом) того ж діаметра довжиною 10, 15 або 20 м зі швидкоз'єднувальними напівгайками і пожежним стволом (брандспойтом) [1, п.6.14] з насадками діаметром 13, 16 або 19 мм.
При трасуванні протипожежного водопроводу застосовують ті ж самі положення, що і при трасуванні холодного водопроводу, але використовують тільки металеві труби.
2.8.2. Розрахунок систем протипожежного водопостачання.
Як і при розрахунку господарсько-питного водопроводу, задача розрахунку простих протипожежних систем водопроводу будівель полягає у визначенні необхідного напору для подачі води до найвище розташованого і найбільш віддаленого пожежного крану.
Мінімальну витрату води на внутрішнє пожежегасіння на один струмінь приймають 2,5 л/с; кількість струменів, які мають одночасно подаватись з пожежних кранів, визначають для житлових і громадських будівель за [1, табл.1] залежно від призначення, кількості поверхів і об'єму будівлі.
Для роздільних систем протипожежного водопостачання жодні додаткові витрати, крім пожежної, не враховують. об’єднані господарсько-протипожежні системи водопроводу розраховують на пропускання розрахункової витрати води на пожежегасіння при найбільшій витраті її на господарсько-питні потреби.
При проектуванні об’єднаної господарсько-протипожежної системи трубопровід розраховують на два випадки:
1) на пропускання сумарної господарсько-питної і протипожежної витрати;
2) на пропускання господарсько-питної витрати.
для першого випадку диктуючою точкою буде найвище розташований ПК на найбільш віддаленому від вводу стояку.
При пожежі розрахункова витрата води, л/с, [16, с.462]
|
(28) |
,де qf e – розрахункова витрата води на пожежогасіння [16, с.462]
qf e = qо,f e·nf e ; |
(29) |
qо,f e – нормативна витрата, л/с, одного пожежного струменя, яка приймається за табл.4;
nf e – розрахункова кількість пожежних струменів;
qtot – максимальна розрахункова витрата води, л/с, на господарсько-питні потреби.
Необхідний напір, м, на вводі в будівлю у випадку господарсько-питного водоспоживання при пропусканні пожежної витрати води
|
(30) |
,
де
–
сумарні втрати напору у трубопроводах
по розрахунковому напрямку, м, при
протіканні розрахункової витрати води
на гасіння пожежі,
|
(31) |
,
–
втрати
напору, м, на вводі в будинок при
пропусканні пожежної витрати води;
–
втрати
напору, м, в лічильнику води при
пропусканні пожежної витрати води;
–
втрати
напору, м, на ділянках трубопроводів по
розрахунковому напрямку при
пропусканні пожежної витрати води;
згідно з формулою (1), для мереж протипожежних
водопроводів kl
= 0,1; для об’єднаних
господарсько-протипожежних
водопроводів житлових і громадських
будівель kl
= 0,2 [1,
п.7.7].
Необхідний напір, м, на вводі в будівлю у випадку пожежі
|
(32) |
,де Нf ПК – розрахунковий робочий напір перед пожежним краном, м;
–
сумарні
втрати напору, м, у трубопроводах по
розрахунковому напрямку до розрахункового
ПК.
За необхідності проектують протипожежну підвищувальну насосну установку, яку розраховують аналогічно господарсько-питному водопроводу.
Гідростатичний напір на позначці найнижче розташованого пожежного крану в роздільних системах протипожежного водопостачання не повинен перевищувати 90 м; в об'єднаних з господарсько-питними системами – 60 м [1, п.6.7].
кількість пожежних кранів залежить від призначення будівлі та її внутрішнього будівельного об’єму з урахуванням зрошення всіх площ будівлі компактними струменями.
Вільні напори біля внутрішніх пожежних кранів повинні забезпечувати компактний пожежний струмінь висотою, необхідною для гасіння пожежі в будь-якій час доби в найвищій і найвіддаленішій частини будівлі.
Компактний струмінь – це струмінь, який не втрачає своєї суцільності і не перетворюється повністю на “дощ” краплин. Вважають, що цей струмінь вміщує не менше 9/10 всієї кількості води в перерізі у вигляді кола діаметром 0,38 м.
Напір перед пожежним краном слід визначати з урахуванням втрат напору в пожежних рукавах (шлангах).
Розрахунковий робочий напір, м, перед пожежним краном [16, с.90]
Нf ПК = Нf спр + Нl р , |
(33) |
де Нf спр – напір біля сприску насадка, необхідний для створення компактного струменя, м;
Нl р – втрати напору в пожежному рукаві, м.
Напір біля сприску залежить від необхідного компактного струменя і діаметра насадка. Напір є завжди більшим за висоту струменя і визначається за формулою [16, с.92]:
|
(34) |
,де Нк – необхідна висота компактного струменя, м;
α – коефіцієнт, який визначається за формулою [16, с.93]:
α = 1,19 + 80·(0,01Нк)4 ; |
(35) |
φ – коефіцієнт, який визначається за формулою [16, с.93]:
|
(36) |
.Втрати напору в пожежному рукаві залежать від матеріалу та діаметру рукава [16, с.91]:
Нl
р = Ар·lр· |
(37) |
;де Ар – питомий опір рукава; для рукавів з коноплі діаметром 50 мм Ар = 0,012 (л/с)–2, а діаметром 65 мм – Ар = 0,00385 (л/с)–2; для прогумованих рукавів діаметром 50 мм Ар = 0,0075 (л/с)–2; а діаметром 65 мм – Ар = 0,00177 (л/с)–2;
lр – стандартна довжина рукава, м;
qПК – витрата води пожежним краном, л/с.
У зв’язку з тим, що напори біля пожежних кранів розрізняються між собою, корисно провести повірочний розрахунок і визначити витрати біля пожежних кранів, розташованих у верхньому та нижньому поверхах, [16, с.93]
|
(38) |
,де Вспр – коефіцієнт пропускної здатності ствола з наконечником; при діаметрах сприску dспр = 13, 16 та 19 мм коефіцієнт Вспр = 0,346; 0,793; 1,577 відповідно.
Кожен кран має розрахунковий радіус дії [6, с.180]
RПК = lр + 0,5·lк , |
(39) |
де lк – довжина компактного струменя, м.
найменша висота і радіус дії компактної частини пожежного струменя; hстр = 6 м у житлових, громадських та адміністративно-пробутових будівлях промислових підприємств висотою до 50 м [1, п.6.8]
Для зручності розрахунків можна скористатися табл. 4.
Таблиця 4 [1, табл.3]
Параметри і розміри елементів пожежних кранів
і необхідних компактних струменів
Висота компактної частини струменя або приміщення, м |
Продук-тивність пожеж-ного струменя, л/с |
Напір, м, біля пожежного крану з рукавами довжиною, м |
Продук-тивність пожеж-ного струменя, л/с |
Напір, м, біля пожежного крану з рукавами довжиною, м |
Продук-тивність пожеж-ного струменя, л/с |
Напір, м, біля пожежного крану з рукавами довжиною, м |
||||||
10 |
15 |
20 |
10 |
15 |
20 |
10 |
15 |
20 |
||||
Діаметр сприска насадка пожежного ствола, мм |
||||||||||||
13 |
16 |
19 |
||||||||||
|
Пожежні крани d = 50 мм |
|||||||||||
6 |
— |
— |
— |
— |
2,6 |
9,2 |
9,6 |
10,0 |
3,4 |
8,8 |
9,6 |
10,4 |
8 |
— |
— |
— |
— |
2,9 |
12,0 |
12,5 |
13,0 |
4,1 |
12,9 |
13,8 |
14,8 |
10 |
— |
— |
— |
— |
3,3 |
15,1 |
15,7 |
16,4 |
4,6 |
16,0 |
17,3 |
18,5 |
12 |
2,6 |
20,2 |
20,6 |
21,0 |
3,7 |
19,2 |
19,6 |
21,0 |
5,2 |
20,6 |
22,3 |
24,0 |
14 |
2,8 |
23,6 |
24,1 |
24,5 |
4,2 |
24,8 |
25,5 |
26,3 |
— |
— |
— |
— |
16 |
3,2 |
31,6 |
32,2 |
32,8 |
4,6 |
29,3 |
30,0 |
31,8 |
— |
— |
— |
— |
18 |
3,6 |
39,0 |
39,8 |
40,6 |
5,1 |
36,0 |
38,0 |
40,0 |
— |
— |
— |
— |
|
Пожежні крани d = 65 мм |
|||||||||||
6 |
— |
— |
— |
— |
2,6 |
8,8 |
8,9 |
9,0 |
3,4 |
7,8 |
8,0 |
8,3 |
8 |
— |
— |
— |
— |
2,9 |
11,0 |
11,2 |
11,4 |
4,1 |
11,4 |
11,7 |
12,1 |
10 |
— |
— |
— |
— |
3,3 |
14,0 |
14,3 |
14,6 |
4,6 |
14,3 |
14,7 |
15,1 |
12 |
2,6 |
19,8 |
19,9 |
20,1 |
3,7 |
18,0 |
18,3 |
18,6 |
5,2 |
18,2 |
19,0 |
19,9 |
14 |
2,8 |
23,0 |
23,1 |
23,3 |
4,2 |
23,0 |
23,3 |
23,5 |
5,7 |
21,8 |
22,4 |
23,0 |
16 |
3,2 |
31,0 |
31,3 |
31,5 |
4,6 |
27,6 |
28,0 |
28,4 |
6,3 |
26,6 |
27,3 |
28,0 |
18 |
3,6 |
38,0 |
38,3 |
38,5 |
5,1 |
33,8 |
34,2 |
34,6 |
7,0 |
32,9 |
33,8 |
34,8 |
20 |
4,0 |
46,4 |
46,7 |
47,0 |
5,6 |
41,2 |
41,8 |
42,4 |
7,5 |
37,2 |
38,5 |
39,7 |