2.1.17.5. Спринклерные и дренчерные установки

Установки водяного тушения - самые распространенные и дешевые средства противопожарной защиты предприятий Наиболее широкое распространение получили спринклерные и дренчерные

установки.

Спринклерные установки включаются автоматически при повышении температуры среды внутри помещения до заданного предела. Датчиком этих систем являются спринклеры, легкоплавкий замок которых открывается при повышении температуры. В первую очередь открываются и подают воду спринклеры, расположенные над очагом пожара. Водоисточником этих установок могут быть хозяйственно-пожарный, производственно-пожарный и прочие водопроводы, естественные водоисточники, искусственные водоемы.

. В зависимости от температуры воздуха в защищаемых помещениях спринклерные системы могут быть водяные – температура воздуха в помещении в течение всего года не ниже 4°С, воздушные – для отапливаемых помещений, в которых не гарантируется температура 4°С и выше на протяжении четырех месяцев года поддерживается температура воздуха 4°С.

Водяная спринклерная система состоит из постоянно заполненных водой магистральных, питательных и распределительных трубопроводов. На распределительных трубопроводах устанавливаются спринклерные головки, заканчивающиеся легкоплавким материалом. При повышении температуры, плавкий материал плавится и вода из труб поступает в очаги загорания.

Воздушная спринклерная система имеет магистральный трубопровод, заполненный водой только до контрольно-сигнального устройства. Трубопроводы, расположенные выше воздушно-водяного клапана, заполняются воздухом, нагнетаемым компрессором. При возникновении пожара воздух выходит наружу через открывающиеся оросители; вода, поступающая по трубопроводу, заполняет систему и подается через оросители на очаг пожара.

Дренчерные установки используют для одновременного орошения расчетной площади отдельных частей строения, водяных завес в проемах дверей, окон, орошения элементов технологического оборудование и др. Эти установки предназначены в основном для борьбы с пожарами в помещениях высокой пожарной опасности, в которых возможно быстрое распространение огня. При горении легковоспламеняющихся веществ дренчерные установки позволяют локализовать пожар, приблизиться пожарным к очагу горения и предотвратить распространение огня на соседние оборудование и сооружения Распределительные сети дренчерных установок, подобно спринклерным, состоят из отдельных секций, трубопроводы которых могут быть тупиковыми или кольцевыми.

Дренчерные установки так же, как и спринклерные, включаются вручную или автоматически при срабатывании пожарной извещателей.

2.1.17.6. Противопожарное водоснабжение

Противопожарные водопроводы высокого давления, повышаемого только во время пожара, гаходит широкое применение на промышленных объектах высокой пожарной опасности. Зачастую их объединяют с хозяйственно-питьевым водопроводом, и работа элементов этой системы водоснабжения регламентирует возможность увеличения напора для пожаротушения только в хозяйственно-питьевой сети без изменения напоров в промышленном водопроводе. Поэтому при пожаре не нарушаются производственные процессы, связанные с изменением давления воды в водопроводной сети.

Противопожарный водопровод высокого давления, объединенный с хозяйственно-питьевым, целесообразно устраивать потому, что сеть хозяйственно-питьевого водопровода, как правило, более разветвленная, чем производственная, и охватывает наибольшую часть территории объекта.

При наличии таких водопроводов воду для наружного пожаротушения можно отбирать непосредственно от гидрантов без привозных насосов, а для внутреннего противопожарного водоснабжения устраивают в здании пожарные стояки с пожарными кранами.

Противопожарный водопровод низкого давления, объединенный с хозяйственно-питьевым водопроводом, рассчитывают таким образом, что во время пожара увеличивается только количество подаваемой воды, напор же в сети поддерживается таким, чтобы у места отбора воды пожарной техникой он не падал ниже 10 м. Воду для тушения пожаров из таких водопроводов отбирают привозными пожарными насосами (автонасосами, мотопомпами и др.).

Противопожарный водопровод высокого давления, объединенный с производственным водопроводом, устраивают в тех случаях, когда при пожаре приходится подавать под высоким давлением все количество воды, потребное для производственных нужд/ (как правило, это количество бывает значительным). Внутренний противопожарный водопровод при такой системе (а также в том случае, когда напор в производственном водопроводе гораздо меньше, чем необходимо для внутреннего пожаротушения) объединяется с хозяйственно-питьевым.

Противопожарный водопровод низкого давления объединяют с производственным водопроводом на производствах, где отбор пожарного расхода воды не оказывает' влияния на напор производственного водопровода.

Приведенные схемы противопожарных водопроводов находят применение в различных комбинациях. Выбор той или иной схемы зависит от характера производства, занимаемой им территории, характеристики пожарной огнеопасности производства, дебита источников водоснабжения и технико-экономических соображений, а также от всех местных условий рассматриваемого объекта.

Важнейшими элементами расчета противопожарного водоснабжения является определение потребного для пожаротушения расхода воды, а также напора и диаметра противопожарного водопровода.

Общий расчетный расход воды складывается из расходов на наружное пожаротушение от гидрантов, внутреннее - от пожарных кранов, а также от стационарных установок пожаротушения.

Расход воды на наружное пожаротушение от гидрантов Q_H в производственных зданиях с фонарями и в зданиях шириной до 60 м без фонарей выбирают в зависимости от объема здания, стен и огнестойкости его строительных конструкций, а также категории пожарной опасности производства, размещенного в здании и определяют по табл. 17.3.

Расчетное количество одновременных пожаров на промышленных предприятиях принимают:

1 пожар на площади предприятия до 150 га;

2 пожара на площади более 150 га.

Таблица 17.3. Расход воды для тушения пожаров от гидрантов

Степень огне­стойкости зданий	Категории зданий по пожарной опасности	Расход воды на наружное пожаротушение производственных зданий шириной до 60 м на один пожар, л/с при объемах зданий, тыс. м3
		доЗ	3-5	5-20	20-50	50-200	20О400	400-600
I и II	Г, Д	10	10	10	10	15	20	25
I и II	А, Б, В	10	10	15	20	30	35	40
III	г,д	10	10	15	25	35	-	-
III	в	10	15	20	30	40	-	-
IV	г,д	10	15	20	30	-	-	-
IV	в	15	20	25	40	-	-	-

Количество одновременно работающих гидрантов определяют по формуле

(17.1)

где Q_H - расход воды по линии, л/с;

q_r - расход воды на пожаротушение от одного гидранта, л/с.

Расход воды q_r по ГОСТ 8220-86 принимается 10; 20; 30; 40 л/с.

Расстояние между гидрантами не должно превышать 100J150 м, и они должны располагаться на расстоянии не более 2,5 м от края проезжей части дороги или проездов. Любая часть объекта защищается, по крайней мере, двумя гидрантами. Запас воды на пожаротушение должен обеспечивать нормальный расход воды в течение 3 ч и лишь для зданий I и II степеней огнестойкости категорий Г и Д - в течение 2 ч.

Расход воды во время реального пожара в 4–5 раз превышает расход воды при тушении пожаров и составляет 500–875 л/м .

Требуемый напор в гидранте, м, определяется по формуле

(17.2)

где Н_ТР – потеря напора в трубах, м;

h_РУК – потеря напора в рукаве, м;

h – потеря напора в гидранте и стендоре (принимают равными 2м);

Т – геометрическая высота наиболее высокой точки здания предприятия, м.

Диаметр труб наружного противопожарного водопровода определяют исходя из условий подачи к месту пожара полного расхода воды. Однако диаметр ни в коем случае не должен быть менее 100 мм.

(17.3)

где Q_Н – расход воды по линии, м³/с;

d – диаметр трубы, м;

υ – скорость движения воды (принимается 1,5 – 2,5 м/с).

Определив расчетный диаметр трубы, берут ближайший к нему по ГОСТу.

Потеря напора в стальных трубах Н_ТР, м,

(17.4)

где А_У – коэффициент, учитывающий потери напора от шероховатости труб в зависимости от диаметра, определяется по табл.17.4;

Q_Н – расчетный расход воды, л/с;

l_ТР – длина стальных труб, м.

Потеря напора в пожарных рукавах

(17.5)

где q – производительность пожарной струи, л/с;

k – коэффициент, определяемый по табл.17.5;

l_Р – длина рукавов, м.

Таблица 17.4. Определение коэффициента А

Диаметр условного прохода трубы, мм	Коэффициент AУ	Диаметр условного прохода трубы, мм	Коэффициент AУ
10	32,95	50	0,01108
15	8,809	70	0,002893
20	1,643	80	0,001168
25	0,4367	100	0,000267
32	0,09386	125	0,00008623
40	0,04453	150	0,00003395

Таблица 17.5. Определение коэффициента К

Рукава	Диаметр рукава, м
	50	65	77
Прорезиненные	0,0075	0,00175	0,00075
Непрорезиненные	0,015	0,0035	0,0015

Расход воды на внутреннее пожаротушение от пожарных кранов Q_B в производственных и складских зданиях принимают по табл.17.6

Таблица 17.6. Расход воды на пожаротушение производственных и складских зданий

Степень огнестойкости зданий	Категории зданий по пожароопасности	Число струй и минимальный расход воды, л/с, на одну струю, на внутреннее пожаротушение в производственных и складских зданиях высотой до 50 м и объемом, тыс.м3
		от 0,5 до 5	от 5 до 50	от 50 до 200	от 200 до 400	от 400 до 800
I и II	А, Б, В	2х2,5	2х5	2х5	3х5	4х5
III	В	2х2,5	2х5	2х5	-	-
III	Г, Д	-	2х2,5	2х2,5	-	-
IV	В	2х2,5	2х5	-	-	-
IV	Г, Д	-	2х2,5	-	-	-

Примечания. 1. В сомножителях указано число струй (пожарных кранов) и минимальный расход воды на одну струю, л/с. 2. Расход воды и число струй в производственных зданиях (независимо от категории) высотой свыше 50 м и объемом до 50000 м³ следует принимать равным 4 струи по 5 л/с каждая

Внутренние пожарные краны должны устанавливаться на высоте 1,35 м над полом помещения и размещаться в шкафчиках, имеющих надпись ПК. Каждый пожарный кран должен быть снабжен пожарным рукавом длиной 10, 15 или 20 м и пожарным стволом.

Краны следует устанавливать у выходов, на площадках отапливаемых лестничных клеток, в вестибюлях, коридорах, проходах и других наиболее доступных местах. Наименьшую длину компактной части струи R_K следует принимать равной высоте помещения, но не менее: 6 м - в зданиях высотой до 50 м; 8 м - в жилых зданиях высотой более 50 м; 16 м - в общественных и производственных зданиях высотой более 50 м.

Расстояние между пожарными кранами L_ПK, м, можно определить по формуле

(17.6)

где R_k - радиус действия компактной части струи, м;

Т - наибольшая высота помещения над уровнем пожарного крана, м;

1_Р - длина пожарного рукава, м;

В - ширина здания, м.

Пожарные краны размещают таким образом, чтобы компактные струи, подаваемые из стволов, подключенных к двум соседним кранам, соприкасались в наиболее высокой и удаленной точке на границе их действия.

Потерю на трение в трубах внутреннего водопровода можно определить по формуле (26) но следует дополнительно учитывать потери напора на местные сопротивления, которые принимаются в процентах от величины потери напора на трение по длине трубопровода: в сетях объединенных противопожарных, хозяйственно-питьевых и производственных трубопроводов -20 %; в сетях противопожарно-производственных водопроводов- 15 %; в сетях противопожарных водопроводов - 10 %.

Таким образом, напор для системы внутреннего водоснабжения Н_в, развиваемый пожарными насосами, можно определить по формуле

(17.7)

где Н_ГЕОМ – геометрическая высота подачи воды, м, от оси пожарного насоса-повысителя до расчетного пожарного крана;

Н_ТР – сумма потерь в трубопроводах системы противопожарного водопровода;

Н_Т – требуемый свободный напор у расчетного пожарного крана, определяется по табл.17.7.

Таблица 17.7. Свободный напор в зависимости от высоты компактной струи и диаметра спрыска

Высота компактной части струи или помещения, м.	Производительность пожарной струи. л/с	Напор, м, у пожарного крана с рукавом длиной, м.			Производительность пожарной струи. л/с	Напор, м, у пожарного крана с рукавом длиной, м			Производительность пожарной струи. л/с	Напор, м, у пожарного крана с рукавом длиной, м
		10	15	20		10	15	20		10	15	20
	Диаметр спрыска наконечника пожарного ствола, мм
	13				16				19
	Пожарные краны ø=50 мм
6	-	-	-	-	2,6	9,2	9,6	10	3,4	8,8	9,6	10,4
8	-	-	-	-	2,9	12	12,5	13	4,1	12,9	13,8	14,8
10	-	-	-	-	3,3	15,1	15,7	16,4	4,6	16	17,3	18,5
12	2,6	20,2	20,6	21	3,7	19,2	19,6	21	5,2	20,6	22,3	24
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	31,8	-	-	-	-
18	3,6	39	39,8	40,6	5,1	36	38	40	-	-	-	-
	Пожарные краны ø=65 мм
6	-	-	-	-	2,6	8,8	8,9	9	3,4	7,8	8	8,3
8	-	-	-	-	2,9	11	11,2	11,4	5,1	11,4	11,7	12,1
10	-	-	-	-	3,3	14	14,3	14,6	4,6	14,3	14,7	15,1
12	2,6	19,8	19,9	20,7	3,7	18	18,3	18,6	5,2	18,2	19	19,9
14	2,8	23	23,1	23,3	4,2	23	23,3	23,5	5,7	21,8	22,4	23
16	3,2	31	31,3	31,5	4,6	27,6	28	28,4	6,3	26,6	27,3	28
18	3,2	31	31,3	31,5	4,6	27,6	28	28,4	6,3	26,6	27,3	28
20	4	46,4	46,7	47	5,6	41,2	41,8	42,4	7,5	37,2	38,5	39,7

Удельный расход воды на внутреннее пожаротушение от стационарных установок q_c принимают по табл.17.8.

Таблица 17.8. Удельный расход воды для расчета спринклерно-дренчерных установок в л•м^-2•с^-1

Высота помещения, м	Группа зданий и помещений
	1	2	3	4
до 10	0,08	0,12	0,24	0,30
10-12	0,09	0,13	0,26	0,33
12-14	0,10	0,14	0,29	0,36
14-16	0,11	0,16	0,31	0,39
16-18	0,12	0,17	0,34	0,42
18-20	0,13	0,18	0,36	0,45

Удельный расход воды для расчета спринклерно-дренчерных установок в складских помещениях 5-6 групп определяют по табл.17.9 в зависимости от высоты складирования Н, м.

Таблица 17.8. Удельный расход воды для расчета спринклерно-дренчерных установок в складских помещениях л•м^-2•с^-1

Номер группы	Высота складирования, м
	<1	1<Н<2	2<Н<3	3<Н<4	4<Н<5,5
5-я группа	0,08	0,16	0,24	0,32	0,40
6-я группа	0,16	0,32	0,40	0,40	-

Площадь, защищаемую одним спринклером, в зданиях и помещениях 1-4 групп следует принимать 12 м², в складских помещениях – 9 м².

Количество спринклеров в помещениях определяют по формуле

(17.8)

где Q_С – расход воды на пожаротушение помещения спринклерной установки, л/с;

S – площадь, защищаемая одним спринклером, м²;

(17.9)

где S_у – площадь, защищаемая спринклерной установкой, м ².

Задача. Определить расход воды и напор пожарного насоса на наружное и внутреннее пожаротушение при следующих данных: объем здания 42 тыс. м³, длина 150 м, ширина 14 м; высота 20 м; наибольшая длина противопожарного водопровода от пожарного насоса до наиболее удаленного пожарного крана 95 м, до гидранта – 110 м; категория здания по пожарной опасности В4, по огнестойкости – II.

Решение

1. По табл. 17.3, 17.6 расход воды на наружное и внутреннее пожаротушение соответственно равен Q_Н=20 л/с; Q_В=10 л/с (2 струи по 5 л/с).

2. Количество одновременно работающих гидрантов

где q_Г – расход воды одним гидрантом.

По переферии здания устанавливаем 4 гидранта на расстоянии 80 м друг от друга. Количество пожарных кранов на каждом этаже 4.

3. Диаметры труб:

- для наружного пожаротушения (17.3)

принимаем

- для внутреннего пожаротушения

принимаем

4. Требуемый напор в гидранте

где

А_У – принимается по табл.17.4;

k – принимаем по табл.17.5;

Т=20 м (высшая точка здания).

5. Требуемый напор внутреннего водопровода без местных сопротивлений

где Н_Т=8.9 м (табл.17.7 – кран 65 мм, длина рукава 15 м, высота помещения 6 м);