Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Проектирование автоматических установок водяного пожаротушения. Учебно-методическое пособие
.pdf
При необходимости следует предусматривать мероприятия, предотвращающие повышение давления в питающих трубопроводах
АУП более 1,0 МПа.
Применяемая в установках автоматического пожаротушения
арматура (задвижки) должна обеспечивать визуальный контроль ее
состояния («закрыто», «открыто»). Допускается использование датчиков контроля положения запорной арматуры.
В зависимости от содержимого установок пожаротушения (водяных или пенных) следует предусматривать для разных групп трубопроводов отличительную опознавательную окраску или цифровое
обозначение:
– вода: цвет – зеленый или цифра – 1;
– воздух: цвет – синий или цифра – 3;
– пенообразователь, водный раствор пенообразователя: цвет –
коричневый или цифра – 9.
В воздушных спринклерных установках подводящий трубопровод окрашивается в зеленый цвет, питающий и распределительный
трубопроводы – в синий.
41
4. РАСЧЕТ СПРИНКЛЕРНЫХ И ДРЕНЧЕРНЫХ УСТАНОВОК
Рис. 1. Расчетная схема водяного пожаротушения
В соответствии с рекомендациями [1] для проектируемого здания (производства) определяется необходимость устройства автоматической установки пожаротушения, принимается интенсивность
орошения, величина площади, защищаемой одним оросителем, количество одновременно действующих оросителей, расстояние между
ними и продолжительность работы установки. При проектировании
размещения оросителей в защищаемом помещении могут иметь
место случаи симметричного или несимметричного расположения
оросителей в рядке (распределительном трубопроводе) относительно
магистрального (питающего) трубопровода. Варианты наиболее часто
применяемых схем размещения оросителей приведены на рис. 1.
42
4.1. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ
f IQ
1
мин
2
2
1
1
Н
k
Q
Н
11
НkQ
И МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
Гидравлический расчет спринклерной установки производится
для назначения диаметров труб и определения величины требуемого
напора, необходимого для обеспечения подачи расчетного расхода
воды на пожаротушение. Расчет производится по расчетному направлению от места присоединения к источнику водоснабжения до наиболее высокорасположенного и удаленного спринклерного оросителя.
Расчетное направление разбивают на расчетные участки с учетом
присоединения к подающим трубопроводам пожарных кранов. Расход воды или пенообразующего раствора для дренчерных установок
определяют из условия одновременной работы всех дренчеров защищаемого помещения.
Расход воды для первого спринклера, являющегося наиболее
удаленным и высокорасположенным, определяется по формуле (1):
, л/с, (1)
где I – интенсивность орошения, л/(см2);
f – площадь, защищаемая одним оросителем, м2.
Напор у первого оросителя (м) вычисляется по формуле (2):
, м, (2)
где k – коэффициент производительности оросителя, принимается
по табл. 7;
Н
– минимальный свободный напор перед оросителем (прини-
мин
маемый по табл. 7), м.
Если в результате расчета напор Н1 у первого оросителя получается меньше минимально допустимого, назначается минимальный
свободный напор для данного оросителя согласно [1] и табл. 7. В
этом случае расход первого оросителя определяется по формуле (3):
, л/с, (3)
где k – коэффициент производительности оросителя, принимается по
табл. 7;
Н
– минимально допустимый напор у оросителя, принимается
1
по табл. 7, м.
43
Характеристика оросителей
Наименование оросителя,
генератора
Значение
коэффициента
k
Минимальный
свободный
напор Н
мин
,
м вод. ст.
Максимально
допустимый
напор Н
макс
,
м вод. ст.
Ороситель спринклерный
и дренчерный диаметром
выходного отверстия, мм:
10
0,30
5
100
12
0,47
5
100
15
0,77
10
100
20
1,454
10
100
Ороситель эвольвентный:
ОЭ-16
0,27
ОЭ-25
0,66
15
80
ОЭ-50
2,73
15
80
Генератор пенный:
ГЧС, ГЧСМ
1,48
15
45
ГДС, ГДСМ
0,74
15
45
РКq
НkQ
1
2
21
21
k
Qh
21
Таблица 7
Ряд зарубежных фирм (Viking, Grinnels), выпускающим оросители, приводят значение коэффициента расхода для вычисления расхода через ороситель по аналогичной формуле (4):
, л/мин, (4)
где К – коэффициент расхода (К-фактор);
Р – давление перед оросителем, бар (кгс/см2).
Для использования рекомендованной [1] формулы
, л/с,
при определении расхода через ороситель следует преобразовать величину К-фактора в коэффициент производительности
k = (К-фактор) / 189,74.
Потери напора на участке 1–2 (h
рис. 1, схема А) определяются
1–2
по формуле (5):
где
– длина участка 1–2, м;
k1 – коэффициент, принимаемый по табл. 8 в зависимости от типа
и диаметра трубы.
, м, (5)
44
Диаметр трубопровода d, м, определяется по формуле (6):
V
Q
d
4
22
НkQ
1
2
22
2
k
Q
h
аа
а
, м, (6)
где Q – расход воды, м3/с;
V – скорость движения воды, принимается 10 м/с в распредели-
тельных трубопроводах (рядках) и 3 м/с в магистральных и подводя-
щих трубопроводах [1].
Диаметр трубопровода выражают в миллиметрах и увеличивают
до ближайшего значения, указанного в ГОСТ 3262-75 «Трубы стальные водогазопроводные. Сортамент», 10704-91 «Трубы стальные
электросварные прямошовные. Сортамент» и др.
Напор у второго оросителя вычисляется по формуле (7):
Н
= Н1+h
2
, м. (7)
1–2
Расход воды из второго оросителя находится по формуле (8):
, л/с, (8)
где k – коэффициент производительности оросителя, принимается
по табл. 7.
По известному расходу воды на участке 2а (Q
= Q1+Q2) опре-
2–а
деляются потери напора (9):
, м. (9)
Напор в точке а вычисляется по формуле (10):
Н
= Н2+h
а
, м. (10)
2–а
Таким образом, для левой ветви I рядка секции А требуется подавать расход Q
левой, поэтому расход для этой ветви тоже будет равен Q
при напоре На. Правая ветвь рядка симметрична
2–а
, следова-
2–а
тельно, напор в точке а будет также равен На.
В итоге для I рядка имеем напор, равный На, и расход воды:
QI = 2Q
, л/с. (11)
2–а
45
Значения величины коэффициента k1
Трубы
Диаметр
Условного
прохода, мм
Диаметр
наружный, мм
Толщина
стенки, мм
Значение
k
1
Стальные
электросварные
(ГОСТ 10704-91)
15
18
2,0
0,0755
20
25
2,0
0,75
25
32
2,2
3,44
32
40
2,2
13,97
40
45
2,2
28,7
50
57
2,5
110
65
76
2,8
572
80
89
2,8
1429
100
108
2,8
4322
100
108
3,0
4231
100
114
2,8
5872
100
114*
3,0*
5757
125
133
3,2
13530
125
133*
3,5*
13190
125
140
3,2
18070
150
152
3,2
28690
150
159
3,2
36920
150
159*
4,0*
34880
200
219*
4,0*
209900
250
273*
4,0*
711300
300
325*
4,0*
1856000
350
377*
5,0*
4062000
Стальные водо-
газопроводные
(ГОСТ 3262-75)
15
21,3
2,5
0,18
20
26,8
2,5
0,926
25
33,5
2,8
3,65
32
42,3
2,8
16,5
40
48
3,0
34,5
50
60
3,0
135
65
75,5
3,2
517
80
88,5
3,5
1262
90
101
3,5
2725
100
114
4,0
5205
125
140
4,0
16940
150
165
4,0
43000
Таблица 8
46
Правая ветвь секции Б несимметрична левой (см. рис. 1), поэтому
а
Н
а3
Q
а
Н
а
а
aa
Н
Н
QQ
33
1
2
k
Q
h
I
ва
ва
а
Н
Q
В
I
рI
2
в
НBQ
pIII
правая ветвь рассчитывается отдельно и для нее определяется
и
. Поскольку в левой ветви два оросителя, а в правой один,
будет меньше На, так как в одной точке не могут быть два разных напора. Для расчета принимается больший напор На и определяется
уточненный расход правой ветви Q
, формула (12):
3–а
, л/с. (12)
В этом случае расход воды из I рядка секции определяется по
формуле (13):
QI = Q
2–а
+Q
, л/с. (13)
3–а
Потери напора на участке а–в находятся по формуле (14):
, м. (14)
Напор в точке в определяется по формуле (15):
Н
= На+h
в
. м. (15)
а–в
Так как конструктивно рядок II выполнен аналогично рядку I,
то характеристика рядка II определяется по параметрам рядка I,
формула (16):
. (16)
Расход воды из рядка II определяется по формуле (17):
, л/с. (17)
Расчет всех последующих рядков до получения расчетного
расхода воды ведется аналогично расчету рядка II.
Кольцевую сеть (секция В, рис. 1) рассчитывают аналогично
тупиковой сети, но при 50 % расчетного расхода воды по каждому
полукольцу.
47
4.2. РАСЧЕТ УЗЛА УПРАВЛЕНИЯ
2
2
QН е
21
1,1 НhННН
геом
h1,1
Потери напора в узле управления определяют по формуле:
, м, (18)
где е – коэффициент потерь напора в узле управления, принимается
по технической документации на клапаны;
Q – расход воды через узел управления, л/с.
Для узлов управления спринклерными и дренчерными установками российскими производителями разработаны универсальные запорно-пусковые клапаны КСД-100 и КСД-150 с диаметром условного
прохода 100 и 150 мм соответственно. Номинальный расход воды для
клапана КСД-100 составляет 2200 л/мин, для КСД-150 – 5000 л/мин.
Коэффициенты гидравлического сопротивления для КСД-100
е = 3,1 10–3, КСД-150 е = 7,8 10–4.
4.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБУЕМОГО НАПОРА
ДЛЯ РАБОТЫ АУП
Для обеспечения нормальной работы спринклерных и дренчер-
ных установок требуемый напор у водопитателя определяется по
формуле (19):
, м, (19)
где Н
– геометрическая высота подъема воды от оси водопита-
геом
теля до наиболее высокорасположенного и удаленного (первого)
оросителя, м;
Н
– напор у первого оросителя, м;
1
– сумма потерь напора в трубопроводах по расчетному
направлению с учетом потерь в местных сопротивлениях, м;
Н
– потери напора в узле управления, м.
2
Максимальный напор у узла управления должен быть не более
100 м (1,0 МПа).
48
5. ПРИМЕР ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО
ВОДЯНОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ ЗДАНИЯ
ПЕЧАТНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Требуется запроектировать внутренний противопожарный водо-
провод и спринклерную водяную установку для здания печатного
производства. Размеры здания: длина 84 м, ширина 24 м и высота 8 м.
Источником водоснабжения является магистральный трубопровод
городской водопроводной сети d = 300 мм, расположенный на расстоянии 30 м от здания, глубина заложения трубопровода 1,8 м. Минимальный гарантированный напор в наружной сети составляет 32 м [7].
5.1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЗДАНИЯ
Печатное производство характеризуется постоянным присутстви-
ем горючей загрузки, формирующейся в основном наличием твердых
горючих материалов, подверженных горению и тлению (бумага).
Наиболее эффективные возможности тушения в этих условиях
демонстрируют водяные установки пожаротушения. Учитывая, что
скорость распространения огня для данного производства гораздо
меньше по сравнению с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями, то для тушения пожара можно использовать спринклерную
установку, которая имеет следующие значительные преимуществ
перед дренчерной системой, а именно:
– локальное (местное) тушение огня, позволяющее снизить мате-
риальный ущерб;
– возможность обнаружения места возгорания в помещении;
– пониженное коррозионное воздействие на трубопроводы и про-
тивопожарное оборудование.
Использование газовых автоматических установок тушения
пожара для данного производства нежелательно, так как они в момент срабатывания опасны для жизни и здоровья работников, находящихся в производственном помещении. Порошковые установки
пожаротушения также наносят существенный вред технологическому оборудованию.
49
5.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА ПОЖАРНЫХ КРАНОВ
1612888424 НВLV
здан
26125,0205,0
.
чкомпрукПК
hR
И ИХ РАБОЧИХ ПАРАМЕТРОВ
Для расчета числа внутренних пожарных кранов в проектируе-
мом здании и их технических характеристик необходимо определить
объем производственного корпуса, степень огнестойкости которого
принята II [7]:
м3. (20)
Согласно табл. 2 [2], расход воды на внутреннее пожаротушение
должен составлять 25 л/с (две струи с расходом по 5 л/с на тушение
пожара в любой точке помещения).
По табл. 3 [2] уточняем расход воды на одну струю в зависимости
от высоты ее компактной части, которая должна быть не менее высоты помещения, и необходимый напор у пожарного крана. Поскольку
нормативный расход воды составляет более 4 л/с, диаметр пожарного
крана принимается 65 мм. Принимаем следующие характеристики
пожарного крана:
– напор у пожарного крана НПК = 19,9 м;
– диаметр спрыска ствола 19 мм;
– длина рукава 20 м;
– расход воды QПК = 5,2 л/с;
– высота компактной части струи 12 м.
Радиус действия пожарного крана равен:
м. (21)
Количество пожарных кранов и их расположение в помещении
определяем графическим способом исходя из нормативного количества струй, радиуса действия пожарного крана, размеров помещения
и наличия в нем стационарно установленного технологического
оборудования.
Определение количества пожарных кранов и их размещение в
производственном помещении представлены на рис. 2.
Для проектируемого помещения требуется 6 пожарных кранов.
Расход воды двух пожарных кранов равен 10,4 л/с.
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]