2.2. Определение приблизительных гидравлических параметров водопитателей установок водяного и пенного пожаротушения
Основной водопитатель - водопитатель, обеспечивающий работу установки пожаротушения с расчетным расходом и давлением воды и (или) водного раствора в течение нормируемого времени [2].
Таким образом, основной водопитатель должен обеспечить водоснабжение с достаточным расходом и давлением в течение нормативного времени подачи воды при пожаре.
Автоматический водопитатель - водопитатель, автоматически обеспечивающий давление в трубопроводах, необходимое для срабатывания узлов управления [2].
Таким образом, автоматический водопитатель должен поддерживать необходимое давление в дежурном режиме.
В качестве источника водоснабжения установок водяного пожаротушения следует использовать открытые водоемы, пожарные резервуары или водопроводы различного назначения.
В случае, если гидравлические параметры водопровода (давление, расход) не обеспечивают расчетных параметров установки, должна быть предусмотрена насосная установка для повышения давления [2].
Таким образом, функции основного водопитателя могут выполнять:
- водопроводная сеть, при обеспечении расчетного расхода и давления воды;
- водопроводная сеть и пожарные насосы, при обеспечении расчетного расхода в сети, но не достатке давления;
- водопроводная сеть, пожарные насосы, резервуар при недостатке расчетного расхода в сети и недостатке давления. При этом объем резервуара определяется с учетом пополнения из водопроводной сети;
- пожарные насосы, резервуар при отсутствии водопроводной сети.
В водозаполненных спринклерных АУП, в водозаполненных АУП с принудительным пуском и в водозаполненных спринклерно-дренчерных установках следует предусматривать один из видов автоматического водопитателя без резервирования:
- сосуд (сосуды) вместимостью не менее 1 м3, заполненный водой объемом (0,5 ± 0,1) м3 и сжатым воздухом;
- подпитывающий насос (жокей-насос), оборудованный промежуточной мембранной емкостью (сосудом) вместимостью не менее 40 л;
- водопровод различного назначения с гарантированным давлением, обеспечивающим срабатывание узлов управления [2].
Минимальное давление необходимое для работы большинства узлов управления отечественного производства составляет 0,14 МПа. При этом для уменьшения инерционности водозаполненных спринклерных установок рекомендуется поддерживать давление достаточное для обеспечения нормативной интенсивности в начальный момент работы установки при пожаре.
Для расчета параметров основного водопитателя необходимо в соответствии с СП 5.13130.2009 приложение В выполнить алгоритм расчета параметров АУП при поверхностном пожаротушении водой: и пеной низкой кратности.
Вместе с тем при оценке соответствия объектов требованиям пожарной безопасности возникает необходимость определения приблизительных параметров основного и автоматического водопитателя.
При определение приблизительных параметров основного водопитателя, можно достаточно быстро и точно сделать вывод об обеспеченности установки водяного пожаротушения достаточным расходом и давлением в течение нормируемого времени.
Характеристики водопроводной сети определяются по техническим условиям на водоснабжение, а водоотдача по справочным данным (приложение 8).
Расход установки водяного пожаротушения является нормативной величиной и определяется по приложению 8.
Для совмещенных противопожарных водопроводов (внутреннего противопожарного водопровода и автоматических установок пожаротушения) допустима установка одной группы насосов при условии обеспечения этой группой расхода Q, равного сумме потребности каждого водопровода:
Q = QАУП + QВПВ, (2.2.1)
где QАУП, QВПВ — расходы соответственно водопровода АУП и внутреннего противопожарного водопровода.
Расход пожарных кранов принимается по СП 10.13130.2009 (таблицы 1—2).
В общем случае требуемое давление пожарного насоса складывается из следующих составляющих:
Рн = Рг + Рв + ΣРм + Руу + Рд + Z – Pвх = Pтр – Pвх, (2.2.2)
где Рн — требуемое давление пожарного насоса, МПа;
Рг — потери давления на горизонтальном участке трубопровода АБ, МПа;
Рв — потери давления на вертикальном участке трубопровода БД, МПа;
Рм — потери давления в местных сопротивлениях (фасонных деталях Б и Д), МПа;
Руу — местные сопротивления в узле управления (сигнальном клапане, задвижках, затворах),МПа;
Рд — давление у диктующего оросителя, МПа;
Z — пьезометрическое давление (геометрическая высота диктующего оросителя над осью пожарного насоса), МПа; Z = Н/100;
Pвх — давление на входе пожарного насоса, МПа,
Pтр — давление требуемое, МПа.
расчетная схема установки водяного пожаротушения
1 — водопитатель; 2 — ороситель; 3 — узел управления; 4 — подводящий трубопровод; Рг — потери давления на горизонтальном участке трубопровода АБ; Pв — потери давления на вертикальном участке трубопровода БД; Рм — потери давления в местных сопротивлениях (фасонных деталях Б и Д); Руу — местные сопротивления в узле управления (сигнальном кла-пане, задвижках, затворах); Ро — давление у диктующего оросителя; Z — пьезометрическое давление; Pтр — давление требуемое
В приближенных расчетах местные сопротивления (в том числе с учетом потерь в узле управления) принимают равными 20 % сопротивления сети трубопроводов; в пенных АУП при концентрации пенообразователя до 10 % вязкость раствора не учитывают.
Рн = 1,2 *(Рг + Рв + ΣРм + Руу) + Рд + Z – Pвх = Рд + 1,2Рлин.сети + Z – Pвх, (2.2.3)
где Рн — требуемое давление насоса, МПа;
Рг — потери давления на горизонтальном участке трубопровода АБ, МПа;
Рв — потери давления на вертикальном участке трубопровода БД, МПа;
Рм — потери давления в местных сопротивлениях (фасонных деталях Б и Д), МПа;
Руу — местные сопротивления в узле управления (сигнальном клапане, задвижках, затворах),МПа;
Рд — давление у диктующего оросителя, МПа;
Z — пьезометрическое давление (геометрическая высота диктующего оросителя над осью пожарного насоса), МПа; Z = Н/100;
Рлин.сети — потери давления в сети установки, МПа;
Pвх — давление на входе пожарного насоса, МПа;
Pтр — давление требуемое, МПа.
Расчет ведут таким образом, чтобы давление у узла управления не превышало 1 МПа, если иное не оговорено в технических условиях.
Так как, диаметры трубопроводов назначаются для различных участков гидравлической сети АУП из условия скорости движения воды и раствора пенообразователя в трубопроводах не более 10 м/с, то суммарные линейные потери на всех участках трубопроводов, как правило, составляют 5-10 метров водяного столба (0,05-0,1 МПа).
Минимальное давление необходимое для работы большинства узлов управления отечественного производства составляет 0,14 МПа. При этом для уменьшения инерционности водозаполненных спринклерных установок рекомендуется поддерживать давление достаточное для обеспечения нормативной интенсивности в начальный момент работы установки при пожаре.
Следовательно, минимальное давление в автоматическом водопитателе (давление в дежурном режиме) определяется по формуле:
где P1 - свободный напор перед наиболее удаленным и высоко расположенным оросителем, м.в.с;
Z=H/100 - геометрический подъем высот от оси насоса (или ввода водопровода) и самого высокорасположенного оросителя (диктующего), м;
0,1 – запас давления на запуск резервного насоса.
С учетом выбранной группы объекта защиты (приложение 7) по таблице 8.1, 8.3 принимают продолжительность подачи огнетушащего вещества.
Продолжительность работы внутреннего противопожарного водопровода, совмещенного с АУП, следует принимать равной времени работы АУП.
При определении вместимости резервуара для установок водяного пожаротушения следует учитывать возможность автоматического пополнения резервуаров водой в течение всего времени пожаротушения [2].
Запас воды в резервуаре (при пополнении от водопроводной сети) определяется по формуле
–
где Qнас – расход насоса, л/с;
Qвод. сети – расход водопроводной сети, л/с;
τн – продолжительность работы установки пожаротушения, мин.
Задача № 7. Определить параметры основного и автоматического водопитателя (приблизительно) установки водяного пожаротушения для защиты помещения склада твердых сгораемых материалов высотой 2,2 метра, с высотой складирования 1,5 м. Водопроводная сеть отсутствует. Суммарные линейные потери 7,3 м. вод. ст.
Решение. Помещение склада твердых сгораемых материалов относится к 6-ой группе помещения согласно приложения 7. Определяем по таблице 8.3 (приложения 8): нормативный расход установки 60 л/с, минимальная площадь спринклерной АУП 90 м2, продолжительность подачи воды, не менее 60 мин.
Водопроводная сеть отсутствует, следовательно требуется дополнительный резервуар
Рд - минимальное давление у диктующего оросителя - 0,1 МПа (приложение 8, технические характеристики).
Z — пьезометрическое давление (геометрическая высота диктующего оросителя над водопроводной сетью);
Z = Н/100 = 2,2/100 = 0,022 МПа;
Местные сопротивления (в том числе с учетом потерь в узле управления) принимаем равными 20 % сопротивления сети трубопроводов 7,3*1,2=8,76 м. вод. ст. или 0,0876 МПа;
Требуемое давление пожарного насоса
Рн = Рд + 1,2Рлин.сети + Z – Pвх
