книги / Противопожарное водоснабжение

Глава 10

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Гидравлическое испытание систем противопожарного водоснабжения – это проверка надежности системы в целом и ее отдельных узлов, элементов выдерживать расчетные давления при подаче пожарного расхода воды в соответствии с установленными нормами.

Для выполнения гидравлических испытаний систем водоснабжения и установления возможности взятия воды из наружной системы водоснабжения в условиях минимального напора, равного 10 м, необходимо выполнить ряд нормативных требований:

–вычислить нормативный требуемый расход воды на пожарные нужды по конкретному объекту в городе или поселении из системы водоснабжения низкого давления без ущерба подачи воды на хозяйственные, питьевые нужды и производственную деятельность;

–установить время выполнения испытаний, приурочив его к часам максимального водопотребления;

–определить точки установки гидрантов наружной сети водоснабжения, из которых предполагается отбирать воду для выполнения гидравлических испытаний. Выбранные гидранты должны быть расположены в невыгодных территориальных условиях, требующих повышенных расходов воды при пожаротушении.

Забор воды из гидрантов производится методом свободного налива в расчетные емкости.

Для определения существующего давления в системе водоснабжения во время проведения гидравлических испытаний устанавливаемые пожарные колонки оборудуются стандартными заглушками с манометрами.

131

В случаях, когда отбор воды производится через автонасос, то для снятия показаний величины напора в системе водоснабжения используются показания вакуумметра, установленного на всасывающем патрубке автонасоса.

10.1. Гидравлическое испытание наружного водовода низкого давления

Цель выполнения гидравлического испытания – выявить возможность получения расчетного пожарного расхода воды из системы наружного водопровода низкого давления для тушения пожара при минимальном напоре в 10 м, что соответствует действующим нормам пожаротушения.

Испытания проводятся несколькими способами:

–методом заполнения контрольного бака объемом воды;

–с помощью ствола-водомера;

–с помощью манометра, установленного на пожарной ко-

лонке;

–с помощью трубки Пино.

Объемный метод определения расхода воды из наружного водовода с помощью мерного бака объемом не менее 0,5 м3, заключается в методике заполнения бака водой из сети водоснабжения через гидрант в расчетное время, отсчитанное секундомером.

Этот метод является довольно точным и его погрешность не превышает 1–2 %.

Пример расчета.

Дано: время заполнения мерного бака t = 15 с; объем заполнения мерного бака W = 200 л. Определить Qсист – расход наружной системы водоснабжения по формуле

Расход системы Qсист = 200/15 = 13,33 л/с ~ 13,4 л/с.

132

Определение расхода Qсист стволами-водомерами, которые представляют собой обычные пожарные стволы со сменными насадками различных диаметров, оборудованные манометром (рис. 87) выполняется по формуле

где µ – коэффициент расхода насадка, определяется по таблицам, в нашем расчете принимается равным 1 (в таблицах от 0,71 до 0,82); p – проводимость насадка, в зависимости от диаметра и ускорения силы тяжести колеблется от 0,588 (при диаметре ствола 13 мм) до 5,02 (при диаметре ствола 38 мм), p =

= µw 2g ; g – ускорение силы тяжести, g = 9,82 м/с2; Нс – напор внаружной водопроводной сетиу расчетногогидранта, Нс = 10 м.

Рис. 87. Схема ствола-водомера: 1– корпус; 2 – манометра; 3 – насадок

Пример расчета

Расход, определенный стволом-водомером при диаметре насадка, равном 25 мм, определяется по формуле

Q = 2,17 10 = 6,86 л/с.

Значение проводимости и сопротивления насадка для различных диаметров при µ = 1

Измерение расхода в системе водоснабжения с помощью трубки Пино (рис. 88).

Рис. 88. Схема трубки Пино при определении расхода в пожарных стволах: 1 – металлическая пробка; 2 – воздушная подушка; 3 – манометр; 4 – ребро жесткости; 5 – медная трубка диаметром 2 мм

Для измерения расхода в системе водоснабжения с помощью трубки Пино производят ее установку в пожарном стволе ровно на половину диаметра насадка, так, чтобы срез конца трубки был перпендикулярен оси струи. При этом избыточное давление в струе будет равно нулю, показания манометра будут соответствовать скоростному напору, который определяется по формуле

где Нм – показание манометра, м; Vl – скорость струи при выходе ее из насадка; g – ускорение силы тяжести, g = 9,81 м/с2.

Скоростной напор в системе водоснабжения измеряют с помощью трубки Пино в атмосферах (или в паскалях).

Расход ствола определяем по формуле

Измерение расходов по напору у патрубка пожарной ко-

лонки (см. рис. 68) выполняют по показаниям манометра и таблицы, составленной по данным профессора Лобачева, по фор-

муле Q = 8,5 Н.

134

Таблица профессора Лобачева

Пример расчета:

1)показания манометра – 18 м, расчетный расход – 36 л/с.

2)показания манометра – 32 м, расчетный расход – 48 л/с.

Рис. 89. Схема измерения расходов воды по напору у патрубка пожарной колонки: 1 – колонка; 2 – манометр; 3 – гладкий патрубок

Если при расчетном расходе на пожарные нужды производительность одного гидранта менее нормативного расхода, то устанавливают два или три дополнительных гидранта.

10.2. Гидравлическое испытание наружного водовода высокого давления

При выполнении работ по тушению пожара и заборе воды из водовода высокого давления компактная струя пожарного ствола должна быть высотой не менее 10 м, и расположение

135

стволов должно быть на уровне наивысшей точки самого высокого здания или сооружения объекта (рис. 90).

Испытания проводятся в часы максимального водопотребления и в соответствии с действующими нормами расхода воды на пожаротушение.

При расчете расходов воды на наружное пожаротушение для конкретного объекта определяют количество рукавных линий, прокладываемых при выполнении испытания системы пожаротушения, с забором воды из водовода высокого давления по формуле

где расход воды на наружное пожаротушение в соответствии с нормами для конкретного объекта Qнпт = 17 л/с; расход ствола 5 л/с с насадком диаметром 19 мм; величина компактной водяной струи R равна 5 м или более.

а

б

Рис. 90. Схема испытаний водовода высокого давления на пожаротушение: а – установка рабочих стволов на уровне земли; б – установка рабочих стволов на крыше здания, сооружения

136

Пример расчета

Определяем количество рукавных линий для обеспечения расхода воды на наружное пожаротушение:

прл = 17/5 = 3,4 ≈ 4 шт.

Количество рукавных линий для тушения пожара из водовода высокого давления составит 4 шт.

Гидравлическое испытание наружного водовода высокого давления с подъемом пожарных стволов на крышу или покрытие наиболее удаленного здания или сооружения от гидранта сети (см. рис. 71, рис. 90, а).

Цель испытания – получить данные о возможности компактных струй высотой не менее 10 м при полном пожарном расходе в часы максимального водопотребления всеми потребителями воды данной системы водоснабжения.

До начала выполнения гидравлического испытания прокладывают рукавные линии длиной 120 м из непрорезиненных рукавов диаметром 66 мм. Пожарные стволы диаметром 19 мм устанавливают на уровне конька крыши здания или сооружения. Включают стационарный пожарный насос, если он установлен.

В этом случае подготовленная для гидравлического испытания система пожарного водоснабжения будет готова для получения компактной струи высотой не менее 10 м и расходом 5 л/с на каждый установленный пожарный ствол, что соответствует нормативным требованиям.

Высоту компактной струи Rк, при выполнение гидравлических испытаний, можно определить «на глаз», и она, примерно, будет соответствовать 0,8R (см. рис. 45).

Определяем напор у насадки пожарного ствола по формуле

где Нс – напор у ствола; Sс – сопротивление насадка диаметром 19 мм, равное 0,634 (см. табл. 1); q – нормативный расход воды из пожарного ствола, во время проведения гидравлического

137

испытания с насадком на стволе диаметром 19 мм должен быть равен 5 л/с.

Пример расчета: Нс = 0,634 · 52 = 15,85 м ≈ 16 м.

При напоре на стволе 15 или более метров водопроводная система высокого давления соответствует нормативным требованиям.

Свободный напор у гидранта системы высокого давления Нг должен быть следующим:

Нг = Нс + Нрук.л + z,

где Hг – свободный напор у гидранта системы высокого давления пожарного водоснабжения; z – высота здания, сооружения,

м; Нс – потери напора на стволе, Нс = 15,85 м; Нрук.л – потери напора в рукавной линии, определяется как сопротивление од-

ного непрорезиненного рукава длиной 20 м, диаметром 66 мм

Нрук.л = 0,077 м. Количество рукавов длиной 120 м – 6 шт., расчетный расхода воды – 5 л/с. Общие потери в рукавной линии

составят 11,55 м.

Общая сумма потерь у гидранта системы высокого давле-

ния составит 27,4 м (Нс + Нрук.л = 15,85 + 11,55).

Свободный напор у гидранта системы высокого давления составит:

Нг = 27,4 + z.

Получаемый напор измеряют манометром, установленным на патрубке или заглушке пожарной колонки.

Пример расчета: z – высота здания, z = 16 м; потери напора в системе – 27,4 м. Свободный напор у гидранта составит:

Нг = 27,4 + 16 = 43,4 м.

Фактический расход воды при тушении пожара из водовода высокого давления можно определить по формуле

Расход воды из гидранта, расположенного на уровне земли, при гидравлическом испытании системы водоснабжения

138

высокого давления производится по формуле, когда высота здания z = 0:

Пример расчета: q – расход воды у гидранта; Hг – свободный напор у гидранта, Hг = 27,4 м, при z = 0; S1n – сопротивление одного непрорезиненного рукава длиной 20 м и диаметром 66 мм, S1n = 0,077 при n = 6 шт., это количество рукавов длиной 120 м в расчетной схеме. S1n = 0,077 · 6 = 0,462 м; Sc – сопротивление насадка диаметром 19 мм, Sc = 0,634 м.

q = 27,4 / 0,462 + 0,634 = 27,4 /1,096 = 25 = 5 л/с.

Расход воды у гидранта соответствует нормативному расчету и равен 5 л/с.

Определение расхода воды из пожарного ствола, расположенного на коньке кровли здания или сооружения при гидравлическом испытании системы водоснабжения высокого давления.

Напор у пожарного ствола, установленного на коньке здания и сооружения на высоте z = 16 м от поверхности земли, определяется по формуле, после преобразования которой получаем расход пожарного ствола:

Нг = (S1 · n + Sc)q² + z или q = (Hг + z) / (Sрук.л + Sнас ) .

Пример расчета: определить расход воды у пожарного ствола, установленного на коньке крыши здания или сооружения. Дано: должный напор у пожарного ствола, установленно-

го на коньке крыши, Нг = Hнас + hрук.л + z = 15,85 + 11,55 + 16 = = 43,4 м, высота здания z = 16 м, потеря напора у насадка диа-

метром 19 мм пожарного ствола Ннас = 15,85 м; потеря напора в рукавной линии hрук.л = 11,55 м; сопротивление одного непрорезиненного рукава и в целом 6 рукавов длиной 120 м диаметром 66 мм Sрук.л = 0,462 м; сопротивление насадка пожарного ствола диаметром 19 мм Sнас = 0,634 м.

139

Расход пожарного ствола:

Расход воды пожарного ствола, установленного на коньке крыши здания или сооружения, равен 6,3 л/с. Полученный расход больше нормативного расчета на 1,3 л/с, что соответствует нормативным требованиям для данного водовода высокого давления и обеспечивает работу пожарных стволов при пожаротушении.

10.3. Гидравлическое испытание внутреннего пожарного водовода

Гидравлическое испытание внутренних систем пожарного водопровода производится для установления соответствия фактического технического состояния внутренней водопроводной разводки системы проектным (расчетным) данным на внутреннее пожаротушение.

Для этого следует выполнить следующие работы:

–определить по проекту и нормам требуемый расход на внутреннее пожаротушение и число струй для конкретного здания или сооружения;

–проверить путем прокладки рукавных линий по этажам

иинтерьерам возможность обслуживания их при возгорании от внутренних пожарных кранов;

– определить теоретически необходимую длину струи у внутренних пожарных кранов для обеспечения водой наиболее невыгодно расположенных помещений здания или сооружения;

– необходимо проложить рукавную линию от одного или двух наиболее высоко расположенных и удаленных от ввода в здание пожарных кранов для определения действительной длины компактной струи от конкретного внутреннего пожарного крана. Количество пожарных линий зависит от расчетного

140