Desktop_1 / 07 - Тексты лекций / Тема №2 Свободные напоры и расходы в наружных водопроводах новая

МВД РОССИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОСТОЧНО-СИБИРСКИЙ ИНСТИТУТ МИНИСТЕРСТВА ВНУТРЕННИХ ДЕЛ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ» (ФГОУ ВПО ВСИ МВД РОССИИ)

ПРОТИВОПОЖАРНОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ

Л Е К Ц И Я

высшего профессионального образования по специальности 280104.65 – Пожарная безопасность

НАПОРЫ И РАСХОДЫ ВОДЫ В НАРУЖНЫХ ВОДОПРОВОДАХ

ИРКУТСК-2007

4

ЦЕЛЬ: изучить основные категории водопотребителей, нормы расходов воды на пожаротушение, классификацию водопроводов по напорам в соответствии с Федеральным законом от 22.07.2008 г. №123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», ознакомить с нормативными документами, предъявляющие требования к нормам водопотребления на хозяйственно-питьевые, производственные и противопожарные нужды.

В результате занятия курсанты должны:

Знать: нормативные требования по расходам воды на пожаротушение для различных объектов, величины свободных напоров в водопроводах.

Иметь представление: о режимах и графиках водопотребления и расчеты коэффициентов часовой неравномерности водопотребления населенного пункта или промышленного предприятия. Нормы расходов воды на хозяйственно-питьевые, промышленные и сельскохозяйственные нужды.

Воспитательные цели: привить курсантам интерес к изучению читаемой дисциплины, соблюдению воинских требований на протяжении всего занятия.

Время: 2 часа.

Методическое обеспечение:

1.Федеральный закон от 22.07.2008 г. №123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»

2.СНиП 2.04.02-84* Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. – М.: Стройиздат, 1985. – 136 с.

3.ГОСТ 8220-85* Гидранты пожарные подземные. Технические условия.

4.Доска, мел, плакаты.

Рассматриваемые вопросы

1.Основные категории водопотребителей;

2.Свободные напоры в наружных водопроводах;

3.Нормативные расходы воды на наружное пожаротушение;

4.Расходы воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды;

5.Режим водопотребления.

5

Вопрос первый. Основные категории водопотребителей

При проектировании системы водоснабжения определение необходимого потребителю количества воды и режима ее подачи является первостепенной задачей. Водопотребители делятся на три основные категории: хозяйственнопитьевые, производственные (для удовлетворения технических целей на предприятиях), пожарные (для создания пожаро-взрывобезопасных условий жилого и производственного сектора города). Таким образом, централизованная система водоснабжения населенного пункта в зависимости от местных условий и принятой схемы водоснабжения должна обеспечивать:

−хозяйственно-питьевое водоснабжение в жилых, общественных зданиях;

−нужды коммунально-бытовых предприятий;

−хозяйственно-питьевое водопотребление на предприятиях;

−производственные нужды промышленных и сельскохозяйственных предприятий;

−тушение пожаров;

−собственные нужды станций водоподготовки, промывку водопроводных и канализационных сетей и т.д.

Параметры элементов системы водоснабжения должны находиться в соответствии с количеством подаваемой воды и с намеченным для них режимом работы.

Вывод по вопросу. Таким образом, общее количество воды, которое должно быть подано потребителям каждой категории, определяется в соответствии с действующими на рассматриваемый период нормами (СНиП и технический регламент), основанными на анализе фактической работы существующих систем.

Вопрос второй. Свободные напоры в наружных водопроводах

Системы наружного водоснабжения должны подавать воду под требуемым напором. Для обеспечения требуемого напора насосов необходимо преодолеть гидравлические потери энергии на местные и линейные сопротивления, поднятия воды на требуемую высоту, а также создание свободного напора у наиболее удаленного пожарного гидранта.

Необходимый напор в диктующей точке водопроводной сети называется свободным напором Нсв.

В соответствии с поз. 14, ст. 68 ФЗ-123 (п. 2.30 СНиП 2.04.02-84*)

Минимальный свободный напор в сети противопожарного водопровода низкого давления (на уровне поверхности земли) при пожаротушении должен быть не менее 10 метров. Тем не менее, максимальный свободный напор в сети объединенного водопровода не должен превышать 60 м. Поэтому для

6

Для промышленных предприятий свободный напор принимается в зависимости от технологии производства, количества потребляемой воды для технологических установок, характеристик оборудования и других условий.

Изобразим положение пьезометрических линий при заборе воды из пожарного гидранта в сети низкого давления (см. рисунок 1.

hр

Нств = Sн × Q2

Rк = 17 м

Нтрн = hр + Нств + Z

Z

Нсв≥10 м

Рисунок 1 – Схема водопровода низкого давления

Рисунок 1 позволяет установить требуемый напор на пожарном насосе для подачи воды в случае пожара. Для определения потерь напора в рукавной

где Sн – сопротивление насадка пожарного ствола (принимается в зависимости от диаметра по справочным таблицам); Q – расход пожарного ствола, л × с-1. В практических расчетах для создания компактных струй с радиусом действия 17 м принимают напор на ручных стволах 35-40 м.

Минимальный свободный напор в сети противопожарного водопровода высокого давления должен обеспечивать высоту компактной струи не менее 20 метров при полном расходе воды на пожаротушение и расположении пожарного ствола на уровне наивысшей точки самого высокого здания. Для

7

сети противопожарного водопровода высокого давления при подаче по

с ГОСТ [5] равным 1,2· 10-3 с2 × м-5; Q – расход воды, который можно отобрать от пожарного гидранта, л × с-1. Потери напора на пожарном гидранте составляют 0,5 м.

Потери напора в пожарной колонке принимаются hк = 0,5 м. Потери напора в непрорезиненной рукавной линии длиной 120 диаметром 66 мм и

Однако возникает вполне закономерный вопрос, зачем устраивать водопровод высокого давления, когда работу одного ручного ствола с насадком 19 мм обеспечит водопровод низкого давления? Тем более, что пожарные гидранты и колонки рассчитаны только на рабочее давление не более 1 МПа [5], которое соответствует напору 100 м, а при таком напоре ствольщик и подствольщик не смогут держать пожарный ствол. Также можно предположить, что если на водопроводе требуются большие напоры, то запорные устройства пожарного гидранта могут не выдержать избыточного давления. Требования нормативных документов четко регламентируют, что пожарный водопровод должен быть низкого давления. Противопожарный водопровод высокого давления допускается проектировать при соответствующих технико-экономических обоснованиях.

Вывод по второму вопросу. На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что водопроводы высокого давления целесообразно устраивать только на предприятиях хранения и переработки лесоматериалов, а также легковоспламеняющихся и горючих жидкостей (ЛВЖ и ГЖ), электростанциях, где при пожаре требуются повышенные напоры и расходы воды. На этих промышленных объектах устраивается раздельный наружный противопожарный водопровод, от которого питаются стационарные лафетные стволы, которые размещаются на вышках, роботизированные пожарные комплексы, кольца орошения и гидромониторы.

8

Вопрос третий. Нормативные расходы воды на наружное пожаротушение

Кроме того, что вода должна подаваться под требуемым напором, необходимо обеспечивать и расходы воды на пожаротушение. Определение нормативных расходов воды на пожаротушение, в общем случае, необходимо для:

1.Проведения гидравлических расчетов водопроводов;

2.Определения диаметров труб наружной сети;

3.Расчета потери напора на участках сети;

4.Установления потребного напора на вводах в наружную водопроводную сеть;

5.Выбор вида водопроводной сети (низкого или высокого давления);

6.Подбор необходимой марки насосов для обеспечения работы водопроводных сетей;

7.Расчета объемов напорно-регулирующих емкостей и пожарных резервуаров;

8.Определение количества пожарных гидрантов для защиты объектов. Для написания данного вопроса были переработаны нормативные

документы, в которых приведены расходы воды на наружное и внутреннее пожаротушение. Эта информация может быть полезна для инженерноинспекторского состава Федеральной пожарной службы (ФПС), проектных организаций, а также для составления технологических регламентов по обеспечению пожарной безопасности процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнения работ или оказания услуг, в соответствии с Законом «О техническом регулировании».

Общий расчетный пожарный расход воды складывается из расходов на наружное пожаротушение от пожарных гидрантов Qн, внутреннее – от внутренних пожарных кранов Qвн, а также от стационарных спринклерных или дренчерных автоматических установок пожаротушения Qауп:

запитаны от водопроводной сети, но, как правило, водяные автоматические установки пожаротушения запитываются водой от специальных пожарных резервуаров с учетом пополнения их во время пожара (согласно [6]). Поэтому при гидравлическом расчете водопроводных сетей Qауп = 0.

Расход воды для целей пожаротушения зависит от характера развития пожара и условий подачи ее в очаг горения. Чем выше пожарная опасность объекта, тем больше требуется воды для тушения пожара. Подавая в очаг пожара значительное количество воды, можно ликвидировать его в течение сравнительно короткого времени. Однако для строительства водопроводов, рассчитанных на пропуск большого количества воды, необходимы большие

9

материальные затраты. Если предусмотреть незначительные расходы воды для тушения пожаров, то можно сократить капитальные затраты на строительство водопровода. Однако при этом трудно создать нормальные условия для борьбы с пожарами, которые в этом случае могут иметь затяжной характер и сопровождаться большим ущербом в результате уничтожения материальных ценностей, нарушения технологического цикла при аварии, вызванной пожаром. Поэтому расход воды для тушения пожара назначают в зависимости от пожарной опасности объекта, его значимости, а также, исходя из условий обеспечения требуемой безопасности при наименьших затратах на строительство и эксплуатацию противопожарных водопроводов. Величина расхода воды для тушения пожаров приводится в соответствующих нормативных документах, которые составлены на основании обработки статистических данных о фактических расходах воды с учетом создания условий тушения на различных объектах.

Для населенных пунктов расход воды на наружное пожаротушение и количество одновременных пожаров для расчета магистральных (расчетных кольцевых) линий водопроводной сети должны приниматься в зависимости от числа жителей и этажности застройки по таблице 1. При этом установленный расход должен быть не менее расхода воды на пожаротушение жилых и общественных зданий, определенного в зависимости от их огнестойкости (СНиП).

При зонном водоснабжении расчетный расход на наружное пожаротушение и количество одновременных пожаров следует принимать для каждой зоны отдельно в зависимости от количества жителей, проживающих в зоне.

Таблица 1 – Расходы воды на наружное пожаротушение для населенных пунктов