24.2. Водоснабжение
Системой водоснабжения называют комплекс инженерно-технических сооружений, предназначенных для забора воды из природных источников, подъема ее на высоту, очистки (в случае необходимости), хранения запасов воды и подачи ее к местам потребления.
По назначению системы водоснабжения подразделяют на хозяйственно-питьевые, предназначенные для подачи воды на хозяйственные нужды населения; производственные, снабжающие водой технологические процессы производства; противопожарные, обеспечивающие подачу воды для тушения пожаров. Часто устраивают объединенные системы водоснабжения: хозяйственно-пожарные, производственно-пожарные.
Противопожарное водоснабжение заключается в обеспечении защищаемых регионов, объектов и т. д. необходимыми расходами воды под требуемым напором в течение нормативного времени тушения пожара при обеспечении достаточной надежности работы всего комплекса водопроводных сооружений.
Основные требования к противопожарному водоснабжению изложены в СНиП 2.04.02—84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения» и в СНиП 2.04.01—85 «Внутренний водопровод и канализация зданий».
По надежности подачи воды систему водоснабжения подразделяют на три категории:
I — допускается снижение подачи воды не более 30 % от расчетного расхода при длительности не более 3 суток, а перерыв в подаче воды (или снижение расхода ниже указанного уровня) лишь на переключение резервных агрегатов, но не более 10 мин;
II —допускается снижение расхода воды на 30 % в течение не более 10 суток, а перерыв — не более 6 ч;
III—допускается снижение расхода воды на 30 % в течение не более 15 сут, а перерыв — не более 24 ч.
Объединенные водопроводы для населенных пунктов с числом жителей более 50 тыс. человек должны быть I категории, от 5 до 50 тыс.—II категории, менее 5 тыс.—III категории.
Противопожарные водопроводы (отдельные или объединенные) бывают низкого и высокого давления. В водопроводах низкого давления минимальный свободный напор воды на уровне земли должен составлять 10 м (100 кПа), а требуемый для пожаротушения напор воды создается передвижными пожарными насосами, устанавливаемыми на гидранты. В водопроводах высокого давления вода к месту пожара подается непосредственно от гидрантов по пожарным рукавам. Последние устраивают очень редко, поскольку требуют дополнительных затрат на устройство специальной насосной системы и применение повышенной прочности трубопроводов. Системы высокого давления предусматриваются на промышленных предприятиях, удаленных от пожарных депо на 2 км, а также в населенных пунктах с числом жителей до 50 тыс. человек.
Кроме того, противопожарное водоснабжение подразделяют на системы наружного (снаружи зданий) и внутреннего (внутри зданий) пожаротушения. Схема типичного устройства системы объединенного водоснабжения показана на рис. 24.1.
Вода из естественного источника поступает в водоприемник и далее насосами (НС-1) станции I подъема подается в сооружение на очистку, затем по водоводам в пожарнорегу-лирующее сооружение (водонапорную башню) и далее по магистральным водопроводным линиям к вводам в здания. Устройство водонапорных сооружений связано с неравномерностью потребления воды по часам суток.
Рис, 24.1. Схема объединенного водоснабжения:
1— водоисточник; 2— водоприемник; 3— станция I подъема; 4— сооружения очистки воды и станция II подъема; 5— водонапорная башня; 6— магистральные линии; 7— распределительные трубопроводы; 8— вводы в здания; 9— потребители воды.
Противопожарный водопровод (наружный и внутренний) является одним из наиболее важных элементов системы противопожарного водоснабжения. Проектирование противопожарного водопровода производят в соответствии со СНиП 2.04.02—84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружение» и СНиП 2.04.01—85 «Внутренний водопровод и канализация зданий». Для отбора воды из наружного водопровода на нем устанавливают на расстоянии 100—150 м пожарные гидранты. На рис. 24.2 показано устройство гидранта. Гидрант состоит из чугунного корпуса, .затвора с клапаном; шпинделя, соединительной муфты, штанги и ниппеля, закрываемого крышкой.
При отборе воды с помощью гидранта открывают его крышку и навертывают на 'ниппель пожарную колонку. При вращении рукоятки колонки вращается штанга и жестко связанный с ней с помощью муфты шпиндель, имеющий трапецеидальную резьбу. При этом затвор опускается вниз, а вода через открывшийся затвор заполняет корпус гидранта и далее через патрубки пожарной колонки направляется к потребителю. Внизу гидранта имеется отверстие до спуска воды после работы во избежание замерзания. Гидранты устанавливают на расстоянии не более 2,5 м от края проезжей части дороги и не ближе 5 м от стен зданий с таким расчетом, чтобы обеспечивался удобный подъезд к ним пожарных автомобилей. Допускается располагать гидранты на проезжей части.
Рис. 24.2. Устройство гидранта и пожарной колонки: 1— корпус; 2— затвор; 3— клапан; 4— шпиндель; 5— муфта; б— штанга; 7— ниппель для подключения пожарной колонки; 8— крышка
Как правило, сеть противопожарного водопровода делают кольцевой, обеспечивающей две линии подачи воды и тем самым высокую надежность водообеспечения. Причем для каждой кольцевой сети делаются два ввода (места присоединения к предыдущей сети). Тупиковые сети, т. е. разветвленная сеть, в которой от каждого узла сети до точки подачи воды имеется только один путь, допускается применять в следующих случаях:
на производственные нужды, когда по условиям технологии допускаются перерывы в водоснабжении на время ликвидации аварии;
на хозяйственно-питьевые нужды при диаметре труб не более 100 мм;
на хозяйственно-противопожарные нужды при длине линии не более 200 м, а также в населенных пунктах с числом жителей до 5 тыс. человек и расходом на наружное пожаротушение до 10 л/с при условии устройства противопожарных резервуаров или водоемов, водонапорной башни в конце тупика.
Диаметр труб сетей определяют расчетом с учетом потребного расхода воды и гидравлических сопротивлений всех участков сетей. Причем минимальный диаметр труб объединенного водопровода в населенных пунктах и на промышленных объектах должен быть не менее 100 мм, а в сельской местности — не менее 75 мм.
Внутренние противопожарные водопроводы устраивают по схемам: 1) без повысительных установок, когда напор воды из наружного водопровода превышает требуемый напор воды; 2) с противопожарными насосами — повысителями, которые включаются только при пожаре и обеспечивают требуемый напор воды; 3) с водонапорным баком или пневмобаком и насосами в тех случаях, когда гарантированный напор меньше требуемого для хозяйственных приборов и пожарных кранов, с обеспечением неприкосновенно противопожарного запаса на первые 10 мин тушения пожара; 4) с запасным резервуаром, когда в отдельные часы суток ощущается недостаток воды или гарантированный напор меньше 5 м.
Внутренние противопожарные водопроводы включают следующие элементы: ввод в здание, водомерный узел для учета расходуемой воды, магистральные и распределительные трубопроводы, водоразборную арматуру и пожарные краны, насосные станции с пневматическими или открытыми водонапорными баками. При числе пожарных кранов в здании не более 12 допускается применять тупиковую систему с одним вводом, а при числе кранов более 12—только кольцевую (или с закольцованными вводами) не менее, чем с двумя вводами. Пожарные краны должны устанавливаться на высоте 1,35 м над полом помещения и размещаться в шкафчиках, которые должны быть снабжены пожарным рукавом одинакового с краном диаметра и длиной от 10 до 20 м, а также пожарным стволом. В жилых зданиях пожарные краны устанавливают обычно на лестничных площадках. Диаметр крана при расходе одной пожарной струи 4 л/с должен быть 50 мм, а при большем расходе — 65 мм.
В зданиях повышенной этажности (выше 9 этажей) водопроводная сеть оборудуется спаренными пожарными кранами.
Важнейшим элементом расчета противопожарных водопроводов является определение потребного для пожаротушения расхода воды. Общий расчетный расход воды складывается из расходов на наружное пожаротушение от гидрантов, внутреннее — от пожарных кранов, а также от стационарных установок пожаротушения. Этот расход при объединеннном водопроводе должен быть обеспечен при наибольшем расходе воды на другие нужды населенного пункта или промышленного объекта (исключая поливку территории, прием душа, мытье полов, мойку оборудования).
При нормировании расхода воды на наружное пожаротушение исходят из возможного числа одновременных пожаров в населенном пункте, возникающих в течение 3-смежных часов, в зависимости от численности жителей и этажности зданий (СНиП 2.04.02—84). Например, для пункта с населением до 50 тыс. человек число одновременных пожаров принимается равным двум, и при числе этажей до двух норма расхода воды на наружное пожаротушение составляет 20 л/с. Для промышленных объектов число одновременных пожаров принимается равным одному при площади территории предприятия до 150 га и двум — при площади более 150 га. Расчетный расход воды на наружное пожаротушение через гидранты на один пожар на промышленном предприятии или сельскохозяйственном комплексе принимается в зависимости от категории взрывопожароопасности, степени огнестойкости, объема и конструктивных особенностей зданий. Например, для зданий I и II степеней огнестойкости категорий А, Б и В объемом до 20 тыс. м3 и при ширине до 60 м нормативный расход воды составляет 20 л/с. Запас воды на пожаротушение должен обеспечивать нормативный расход воды в течение 3 ч и лишь для зданий I и II степеней огнестойкости категорий Г и Д — в течение 2 ч.
Максимальный срок восстановления неприкосновенного запаса должен быть не более 24 ч в населенных пунктах и на промышленных объектах со зданиями категорий А и Б, не более 36 ч — на предприятиях с зданиями категорий Г и Д, до 72 ч — в сельской местности. Напор в наружном водопроводе должен обеспечивать при длине рукавов до 150 м высоту струи свыше 10 м при расположении ствола на самом высоком месте защищаемой водопроводом территории. Нормы расхода и напор воды во внутренних водопроводах в общественных, жилых и вспомогательных зданиях регламентируются СНиП 2.04.01—85 в зависимости от их этажности, длины коридоров, объема, назначения. Например, для жилых зданий с числом этажей от 12 до 16м при длине коридоров свыше 10 м общий расход воды должен рассчитываться на 2 струи с расходом 2,5 л/с на струю, для административных зданий в 6...10 этажей и объемом до 25 тыс. м3 — также 2 струи с расходом 2,5 л/с на струю.
Расход воды и число струй в производственных зданиях зависит от высоты здания и его объема: при высоте свыше 50 м и объеме до 50 тыс. м3 принимается 4 струи по 5 л/с, а при большем объеме — 8 струй по 5 л/с. В зданиях из деревоклееных конструкций и незащищенных металлоконструкций расход воды повышается на 5 л/с (добавляется одна струя). При увеличении объема зданий свыше 100 тыс. м3 расход воды возрастает по сравнению с указанными на 5 л/с на каждые следующие 100 тыс. м3. Причем наименьшую длину струи следует принимать равной высоте помещения, но не менее: 6м — в зданиях высотой до 50 м, 8 м — в жилых зданиях высотой более 50 м, 16м — в общественных и производственных зданиях высотой более 50 м.
В отдельных случаях допускается безводопроводное противопожарное водоснабжение при наличии на расстояниях до 500 м естественных (реки, озера) или искусственных (пруды, резервуары, водохранилища) водоисточников.
Забор воды на пожаротушение может осуществляться мотопомпами, автонасосами или стационарными насосами с последующей подачей воды по руковам. Такое водоснабжение допускается для производственных зданий категорий В, Г и Д при расходе воды на наружное тушение до 10 л/с, а также для населенных пунктов с числом жителей до 5 тыс. человек. Причем вместимость водоемов должна обеспечивать запас воды на тушение в течение 3 ч (например, вместимость водоемов, при расходах 5...20 л/с составляет 50... 200 м3).
Устройство противопожарного водоснабжения на стройках должно предусматриваться к началу основных строительных работ. Противопожарное водоснабжение на новостройках должно обеспечиваться с помощью гидрантов на водопроводной сети или из водоемов, оборудованных устройствами (пирс и т. п.) для подъезда пожарных автомобилей.
Внутренний водопровод и автоматические системы пожаротушения, предусмотренные СНиП 2.04.09—84, необходимо монтировать одновременно с возведением объекта.
Противопожарный водопровод должен быть введен к началу отделочных работ, а системы пожаротушения к моменту пусконаладочных работ.
Подача воды из городской сети в сеть внутреннего противопожарного водопровода осуществляется тогда, когда давление и расход в городском водопроводе гарантируют подачу воды с наружными расходом и напором. Для промышленных объектов обычно предусматривается два ввода от различных магистральных линий водопроводной сети.
Необходимость устройства внутреннего водопровода в зданиях и помещениях определяется их назначением, этажностью, высотой, объемом. В частности в жилых зданиях устройство внутреннего противопожарного водопровода должно предусматриваться при числе этажей 12 и выше,, в общежитиях— свыше 10 этажей и т. д.
В качестве первичных средств 'пожаротушения используют различные огнетушители, которые могут быть ручными, передвижными (установленными на колеса и перемещаемые вручную), стационарными (оборудованными гибкими шлангами и ручными стволами). Огнетушители маркируют знаками, обозначающими состав заряда огнетушителя и его емкость (например, 10-литровый порошковый огнетушитель — ОП-10). В настоящее время выпускают следующие огнетушители:
Порошковые с зарядами ПСБ-3, П-2АП, «Пирант А», ПФ: ручные ОП-1 «Момент» (предполагается замена на порошково-углекислотный ОПУ-2), ОП-1 «Момент 2», ОП-2Б (предполагается замена на ОПУ-2), ОП-5, ОП-8Б, ОП-10А, ОП-10 «Прогресс», ОП-10 (закачной), ОП-50 (закачной); передвижные ОП-50; стационарные ОП-250;
Пенные: ручные ОХП-10 (химпенные), ОХВП-10 (химпенные и с зарядом воздушно-механической пены), ОВП-10 (воздушно-механическая пена), ОВП-5; передвижные ОВП-10; стационарные ОВП-250.
Углекислотные с зарядом диоксида углерода: ручные ОУ-2, ОУ-5; передвижные ОУ-25, ОУ-80, ОУ-400.
Хладоновые с зарядом хладоном 114В2 и со смесью хладона с бромэтилом (1:1) ОБХ, ОХ-3, ОАХ-0,5 (в аэрозольной упаковке).