Противопожарное водоснабжение / Abrosimov - Protivopozharnoye vodosnabzheniye 2008

где Qсутmax – максимальный суточный расход воды в сутки, м3/с; Kн – отно-

шение максимальной часовой производительности насосной станции к среднему часовому расходу воды в сутки максимального потребления; Kч – коэффициент часовой неравномерности, определяемый как отношение максимального часового расхода (отбора воды) к среднему (в сутки максимального водопотребления).

Регулирующие объемы воды на промышленных предприятиях, присоединенных к централизованной системе водоснабжения, надлежит определять на основании графика водопотребления каждого предприятия и графика подачи воды в соответствии с режимом работы всей системы.

Объем неприкосновенного противопожарного запаса воды в РЧВ должен приниматься из условия, что пожаротушение осуществляется из наружных гидрантов и внутренних пожарных кранов, а также специальными средствами пожаротушения (спринклерными, дренчерными и другими установками, если эти установки не имеют собственных резервуаров), и на весь период пожаротушения обеспечиваются максимальные хо- зяйственно-питьевые и производственные расходы. При этом на промышленном предприятии расходы воды на поливку территории, душ, мытье полов и мойку технологического оборудования не учитываются.

Таким образом,

где Qнар, Qвн, Qуст, Qхоз-пит.пр – соответственно, расходы на наружное пожаротушение, на пожаротушение внутренними пожарными кранами, стацио-

нарными установками, на хозяйственно-питьевые и производственные нужды, м3/с; τ – продолжительность тушения пожара из гидрантов и внутренних пожарных кранов; τ1 – продолжительность тушения пожара установками пожаротушения.

При подаче воды по одному водоводу в РЧВ должен предусматриваться дополнительный аварийный объем на время ликвидации аварии на водоводе. Тогда вместо формулы (5.38) следует использовать формулу:

Аварийный объем воды должен обеспечивать:

•хозяйственно-питьевые нужды в размере 70 % от расчетного расхода;

•производственные расходы по аварийному графику;

•расходы на пожаротушение – наружное, внутреннее и установки пожаротушения в течение нормативного времени пожаротушения.

181

Если во время пожара гарантирована бесперебойная подача воды Q1 в РЧВ, то при расчете объема РЧВ допускается учитывать пополнение РЧВ за время тушения пожара. Тогда объем неприкосновенного запаса определяется по формуле:

Максимальный срок восстановления пожарного объема воды должен быть не более:

•24 ч – в населенных пунктах и на промышленных предприятиях с помещениями по пожарной опасности категорий А, Б, В;

•36 ч – на промышленных предприятиях с помещениями по пожарной опасности категорий Г и Д;

•72 ч – в сельских населенных пунктах и на сельскохозяйственных предприятиях.

Для промышленных предприятий с расходами воды на наружное пожаротушение 20 л/с и менее допускается увеличивать время восстановления пожарного объема воды:

•до 48 ч – для помещений категорий Г и Д;

•до 36 ч – для помещений категории В.

На период восстановления пожарного объема воды допускается снижение подачи воды на хозяйственно-питьевые нужды системами водоснабжения 1-й и 2-й категорий до 70 %, 3-й категории – до 50 % от расчетного расхода и подачи воды на производственные нужды по аварийному графику.

Общее количество РЧВ, как правило, должно быть не менее двух. Распределение запасных и регулирующих объемов воды следует производить пропорционально количеству РЧВ и их объему. При выключении одного резервуара в остальных должно храниться не менее 50 % пожарного и аварийного объемов воды.

Устройство одного резервуара допускается в случае отсутствия противопожарного и аварийного объемов воды. Резервуары следует принимать железобетонными. Применение металла для резервуаров не допускается. Резервуары оборудуются системой трубопроводов для подачи и

182

отбора воды, слива избытка воды, сброса грязной воды при ремонте. Подающий трубопровод снабжают клапаном, автоматически закрывающимся при заполнении резервуара. Постоянное перемешивание воды в резервуаре достигается за счет того, что отверстие подающего трубопровода располагают на максимальном уровне воды в резервуаре в противоположной стороне от приямка со всасывающими трубами насосов (рис. 5.27).

Рис. 5.27. Схема железобетонного резервуара:

1 – подающий трубопровод; 2 – вентиляционная труба; 3 – трубопровод отбора воды (всасывающий трубопровод хозяйственно-питьевых насосов); 4 – трубопровод отбора воды на пожаротушение

РЧВ, система трубопроводов с задвижками и НС-II подъёма образуют узел насосной станции. Узлы проектируют обычно в двух вариантах: с камерой переключения и без нее.

Способы сохранения неприкосновенного противопожарного запаса в резервуарах определяются типом НС-II подъёма.

На насосных станциях низкого давления с общими всасывающими линиями для отбора хозяйственно-питьевых и пожарных расходов применяют автоматические указатели уровней. Их показания передаются на НС-I подъёма или на диспетчерский пункт управления и используются для включения дополнительного насоса на НС-I подъёма или выключения хо- зяйственно-питьевых насосов в НС-II подъёма.

На насосных станциях высокого давления (со специальными пожарными насосами) хозяйственно-питьевые и пожарные насосы имеют самостоятельные всасывающие линии (см. рис. 5.27). Сохранение неприкосновенного

183

противопожарного запаса воды обеспечивается в этом случае за счет того, что при снижении уровня воды в резервуаре до уровня неприкосновенного запаса (рис. 5.28, б) во всасывающую трубу 1 хозяйственно-питьевого насоса через отверстие попадает воздух и происходит срыв работы насоса. Наличие изгиба на конце всасывающей линии хозяйственно-питьевых насосов позволяет производить отбор воды из низшей части резервуара, что улучшает перемешивание воды в нем.

Рис. 5.28. Способы сохранения неприкосновенного противопожарного запаса воды в резервуарах:

а – всасывающая труба производственно-хозяйственного насоса выведена на уровень неприкосновенного противопожарного запаса: 1 – кожух;

2 – всасывающая труба производственно-хозяйственного насоса;

3 – всасывающая линия пожарных насосов б – всасывающая труба хозяйственно-питьевого насоса с отверстием

на уровне неприкосновенного пожарного запаса: 1 – всасывающая труба хозяйственно-питьевых насосов; 2 – всасывающая линия пожарных насосов

Другим вариантом сохранения неприкосновенного противопожарного запаса воды в резервуаре может служить способ, показанный на рис. 5.28, а. Всасывающая труба 2 производственно-хозяйственных насосов выведена на уровень неприкосновенного противопожарного запаса, что исключает отбор этими насосами неприкосновенного запаса воды. Наличие кожуха 1 обеспечивает перемешивание воды в резервуаре. Всасывающие линии пожарных насосов показаны на рис. 5.28, а (3), рис. 5.28, б (2).

Водопроводные башни и гидроколонны. Водонапорная башня распо-

лагается между НС-II подъёма и сетью (в обычной схеме водоснабжения) или в конце сети (в схеме водоснабжения с контррезервуаром). Водонапорная башня предназначается для:

• регулирования неравномерности водопотребления;

184

•хранения неприкосновенного противопожарного запаса воды;

•создания необходимого напора в водопроводной сети.

На рис. 5.29 показана принципиальная схема водонапорной башни и ее оборудования.

1

Верхний уровень 3 неприкосновенного

запаса воды

10

2

Рис. 5.29. Схема оборудования водонапорной башни:

1 – бак; 2 – водопроводная сеть; 3 – подающе-разводящий трубопровод; 4 – трубопровод; 5, 7 – электрозадвижки; 6 – обратный клапан;

8 – переливной трубопровод; 9 – грязевой трубопровод; 10 – канализационный колодец; 11 – передвижной пожарный насос; 12 – задвижка; 13 – вентиль; 14 – муфта

Подача воды в бак 1 из водопроводной сети 2 и поступление регулирующего запаса воды из бака в сеть осуществляется по подающеразводящему трубопроводу 3. Для отбора неприкосновенного запаса воды используется трубопровод 4 с электрозадвижкой 5, которая открывается при пуске пожарного насоса. С помощью обратного клапана 6 и электрозадвижки 7, которая в обычное время открыта, происходит отключение водонапорной башни от сети. В противном случае часть подачи воды пожарного насоса будет поступать в бак, в результате чего расход воды в водопроводной сети при пожаре может оказаться меньше расчетного.

185

Водонапорная башня оборудуется переливным 8 и грязевым 9 трубопроводами, которые соединяются с канализационным колодцем 10. Для подачи воды к месту пожара передвижным пожарным насосом 11 из колодца 10 открывают задвижку 12 с помощью вентиля 13 и муфты 14.

Сохранение неприкосновенного запаса воды в баке в рассмотренном случае осуществляется за счет расположения приемных патрубков хозяйственных и пожарных трубопроводов на разных уровнях. В городах часто ограничиваются установкой указателя уровня различных конструкций, которые сигнализируют о состоянии уровня воды в баке.

Исходя из назначения водонапорной башни объем бака водонапорной башни определяется по формуле:

где Wрег – регулирующий объем; Wн.з – неприкосновенный запас (объем). Регулирующий объем бака водонапорной башни определяется на ос-

новании графиков поступления и отбора воды, а при их отсутствии – по формуле (5.39).

Неприкосновенный объем воды определяется из соотношения:

Wн.з =Wхоз +Wпож ,

где Wхоз – объем воды на хозяйственно-питьевые и производственные цели на 10 мин тушения пожара; Wпож – объем воды на 10 мин тушения: одного внутреннего и одного наружного пожара при одновременном наибольшем расходе воды на другие нужды.

Таким образом:

Wхоз =Qхозmax 10 60 ;

Wпож =Qпож 10 60,

где Qхозmax – максимальный расход воды на хозяйственно-питьевые и произ-

водственные цели без учета расхода воды на промышленных предприятиях на поливку территории, душ, мытье полов и мойку технологического оборудования, м3/с; Qпож – расход воды на пожаротушение, м3/с.

При этом нужно иметь в виду следующее:

•при обосновании допускается хранение в баках водонапорных башен полного пожарного объема, определяемого по формуле (5.43);

•противопожарный объем воды водонапорной башни, общей для населенного пункта и промышленного предприятия, надлежит принимать по большему расчетному расходу для предприятия или населенного пункта.

186

Вне водонапорных башен на подводяще-отводящем трубопроводе следует предусматривать устройство для отбора воды пожарными машинами.

Высота водонапорной башни Нв.б определяется по формуле:

где 1,05 – коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях; hc – потери напора в сети в обычное время (без пожара) от водонапорной башни до диктующей точки в период наибольшего водопотребления; Нcв – свободныйнапорвдиктующейточке, определяемый поформуле:

где n – количество этажей.

Для уменьшения высоты водонапорной башни ее располагают обычно на наиболее возвышенной точке местности.

187

только верхняя часть объема, т. е. объем, расположенный выше соответствующей величины свободного напора в сети в месте расположения гидроколонны, а в нижней части может храниться неприкосновенный противопожарный запас воды (Wн.з), подаваемый к месту пожара стационарными или передвижными пожарными насосами.

Пожарные резервуары и водоемы. Хранение пожарного объема воды

вспециальных резервуарах или открытых водоемах допускается для:

•населенных пунктов с числом жителей до 5000 человек;

•производственных зданий с категориями В, Г, Д, при расходе воды на наружное пожаротушение 10 л/с;

•отдельно стоящих общественных зданий объемом до 1000 м3, расположенных в населенных пунктах, не имеющих кольцевого пожарного водопровода;

•в ряде других случаев, указанных в СНиП.

Объем пожарных резервуаров и водоемов следует определять, исходя из расчетных расходов воды и продолжительности тушения пожаров.

К пожарным резервуарам, водоемам и приемным колодцам должен быть обеспечен свободный подъезд пожарных машин. У мест расположения пожарных резервуаров и водоемов должны быть предусмотрены указатели в соответствии с требованиями ГОСТ. Количество пожарных резервуаров и водоемов должно быть не менее двух. В каждом должно храниться 50 % объема воды на пожаротушение. Подача воды на тушение любой точки пожара должна обеспечиваться из двух соседних резервуаров или водоемов.

Пожарные резервуары или водоемы следует размещать из условия обслуживания ими зданий, находящихся в радиусе 200 м – при наличии автонасосов, 100–150 м – при наличии мотопомпы и в зависимости от типа мотопомпы. Для увеличения радиуса обслуживания допускается прокладка от резервуаров или водоемов тупиковых трубопроводов длиной не более 200 м. Расстояние от точки забора воды из резервуаров и водоемов до зданий III, IV, V степени огнестойкости и до открытых складов сгораемых материалов должно быть не менее 30 м, до зданий I и II степени огнестойкости – не менее 10 м.

Подачу воды для заполнения резервуаров и водоемов следует предусматривать по пожарным рукавам длиной до 250 м, а по согласованию с органами управления и подразделениями Государственной противопожарной службы – длиной до 500 м.

Если непосредственный забор воды из пожарного резервуара или водоема автонасосами или мотопомпами затруднен, то следует предусматривать приемные колодцы объемом 3–5 м3. Диаметр трубопровода, соединяющего резервуар или водоем с приемным колодцем, следует определять

188

из условия подачи воды на наружное пожаротушение, но не менее 200 мм. Перед приемным колодцем на соединительном трубопроводе следует устанавливать колодец с задвижкой, штурвал которой должен быть выведен под крышку люка.

Задачи

5.1.Определить высоту водонапорной башни, если потери напора в

сети при хозяйственно-питьевом водоснабжении hс = 20 м, при подаче воды во время пожара hс.п = 40) м. Разность отметок диктующей точки и места установки башни zд.т – zв.б = –5 м. Здания в поселке четырехэтажные. Следует ли во время пожара отключать водонапорную башню, если водопровод низкого давления?

5.2.Решить задачу 5.1 при исходных данных, приведенных в табл. 5.6.

Таблица 5.6

5.3.Определить объем неприкосновенного запаса воды для бака водонапорной башни, общей для населенного пункта и предприятия, если пло-

щадь предприятия более 150 га, а два основных цеха расположены в зданиях с фонарями II степени огнестойкости, категории В, объемом 150·103 м3 и 230103 м3. Число жителей в населенном пункте 20·103 чел., застройка пятиэтажными зданиями. Максимальный расход воды на хозяйственнопитьевые нужды 280 л/с.

5.4.Определить объем неприкосновенного запаса воды для бака водонапорной башни, если в населенном пункте проживает 12·103 чел., здания трех-

этажные, а предприятие при площади менее 150 га имеет производственный цех в здании II степени огнестойкости, категории А, объемом 12·103 м3. Максимальный расход воды на хозяйственно-питьевые нужды 40 л/с.

5.5.Определить объем бака водонапорной башни для поселка с числом жителей 20·103 чел., застроенного пятиэтажными зданиями, оборудованными внутренним водопроводом с канализацией и централизованным

горячим водоснабжением. В поселке имеется пятиэтажная гостиница объемом 6·103 м3. Коэффициент неравномерности работы насосной станции

Kн = 1,2.

189

5.6. Определить объем бака водонапорной башни для города с числом жителей 45000 чел. со смешанной застройкой зданиями от двух до девяти этажей. Здания оборудованы внутренним водопроводом с канализацией и централизованным горячим водоснабжением. В городе находится предприятие, расположенное в здании без фонарей, шириной 72 м, II степени огнестойкости, категории В, объемом 430·103 м3. Суточный расход воды на предприятии 1500 м3, а максимальный 20 л/с. Коэффициент неравномерности работы насосной станции Kн = 1.

Решение. Для определения объема бака водонапорной башни необходимо знать максимальный расход воды в городе и коэффициент часовой неравномерности. Среднесуточный расход воды, м3/сут., в городе на хо- зяйственно-питьевые нужды определяется по формуле

Qсут = 1000qжN ,

где qж – удельное водопотребление на одного жителя, принимаемое по табл. 1 СНиП 2.04.02-84*; N – расчетное число жителей;

Суточный расход, м3/сут., с учетом водопотребления на нужды промышленности, обеспечивающей население продуктами, и с учетом неучтенных расходов увеличивается на 10–20 % (п. 2.1, примечание 4 [14]):

Qсут = 13500·1,2 = 16200.

Расход воды в сутки наибольшего водопотребления определяется по формуле

где Kсутmax – коэффициент суточной неравномерности водопотребления определяется по п. 2.2 [5]

Qсутmax =1,1 16200 =17820 .

С учетом водопотребления предприятия

Qсутmax =17820+1500 =19320 .

Максимальный расход воды в городе определится по формуле

q= K Q′max 24 ,

чч сут

где Kч – коэффициент часовой неравномерности водопотребления, определяется из выражения

190