Автоматические водяные и пенные установки пожаротушения. Проектирование водяного пожаротушения. Составление проекта пожаротушения

Automatic Water Fire Extinguishing Systems. Questions and Answers

L. M. Meshman, Candidate of Engineering, Leaders Researcher at FSBI VNIIPO of the MES of Russia

Keywords: fire protection, automatic fire extinguishing units, sprinkler, indoor fire line

This article offers answers to the designers" questions related to specific of design and efficiency of operation of automated firefighting systems.

Описание:

Л. М. Мешман , канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник ФГБУ ВНИИПО МЧС России

В данном материале приведены ответы на вопросы проектировщиков, связанные с особенностью проектирования и эффективностью функционирования автоматических систем пожаротушения.

Подскажите, пожалуйста, в случае, когда делается гидравлический расчет АУП, совмещенной с внутренним противопожарным водопроводом (ВПВ), нужно ли в точке подсоединения кранов прибавлять дополнительно давление, необходимое у пожарного крана? К примеру, в точке N давление 0,26 МПа, к ней подключается спаренный ПК (по табл. 3 СП 10.13130.2009 Р = 0,1 МПа), надо ли суммировать: 0,26 + 2 × 0,1 = 0,46?

При гидравлическом расчете АУП, совмещенной с внутренним противопожарным водопроводом (ВПВ), в обязательном порядке необходимо учитывать расход пожарных кранов (ПК).

Как правило, проектировщики определяют общий расход по формуле:

Q общ = Q АУП + Q ВПВ.

Например, расчетный расход Q АУП составляет 10 л/с, а при табличном значении количества пожарных кранов для расчета расхода воды – 2 шт. С расходом каждого пожарного ствола 2,5 л/с расход ВПВ принимают 5 л/с. Отсюда Q общ принимается равным 15 л/с, что совершенно неправильно.

Какие ошибки здесь допущены? Как должен учитываться расход ПК и правильно рассчитываться Q общ?

Недопустимо определять расход ВПВ как Q ВПВ = 2,5 × 2 = 5 л/с. Расчет общего расхода ВПВ, не совмещенного с АУП, начинается с определения расхода диктующего прожарного крана в зависимости от высоты помещения, диаметра пожарного запорного клапана пожарного крана (а следовательно, и диаметра пожарного рукава), длины пожарного рукава и диаметра выходного отверстия ручного пожарного ствола (см., например, табл. 3 СП 10.13130.2009).

При ВПВ, совмещенном с АУП, целесообразно найти точку на питающем трубопроводе с давлением близким, но не менее давления, которое требуется, чтобы обеспечить данный расход при выбранных выходном диаметре пожарного ствола, номинальном диаметре пожарного запорного клапана ПК и длине пожарного рукава (подсоединение ПК к распределительному трубопроводу не допускается вследствие того, что его диаметр, как правило, менее DN 50).

Если точка соединения трубопровода пожарного крана выбирается произвольно (в зависимости от геометрического места расположения пожарного крана в помещении), то с учетом требуемого расхода воды для ПК, который можно принять по табл. 3 СП 10.13130.2009, уточняется давление в точке соединения трубопровода ПК к питающему трубопроводу АУП (с учетом потерь давления по длине трубопровода, местных потерь и пьезометрической разницы высот между питающим трубопроводом АУП и ПК). Давление в этой точке, рассчитанное по гидравлической схеме АУП, должно быть не менее, чем давление в этой точке, рассчитанное для ПК, причем с учетом этой разницы в давлениях корректируется расход ПК и, соответственно, общий расход в этой точке.

Если давление в точке соединения трубопровода пожарного крана к питающему трубопроводу АУП, рассчитанное по расходу ПК, больше, чем рассчитанное по гидравлической схеме АУП, то должно быть скорректировано давление диктующего оросителя (в сторону увеличения), чтобы в точке соединения трубопроводов наблюдалось примерное равенство расчетных давлений.

Аналогичным образом определяется точка соединения к питающему трубопроводу АУП трубопровода второго ПК, и определяется суммарный расход Q общ.

Таким образом, в точке соединения питающего трубопровода АУП с трубопроводом ПК складываются не давления , а расход АУП и расход ПК.

Максимальный радиус действия спринклерного оросителя примерно 2 м (площадь 12 м 2). Максимальное расстояние между спринклерными оросителями 4 м. Между кругами орошения образуются области с непонятной интенсивностью орошения. Как определить, обеспечивается ли в этих областях хотя бы 50 %-ная интенсивность (по НПБ 87–2000). Или нужно сокращать расстояние до 2,8 м между оросителями, чтобы этих областей не было?

Согласно ГОСТ Р 51043.2002 (вступивший в действие взамен НПБ 87–2000) круговая площадь орошения должна быть не меньше 12 м 2 (радиус ≈ 2 м), и интенсивность орошения должна соответствовать нормативной в зависимости от группы помещений по СП5.13130.2009. Но, естественно, что орошение не ограничивается орошением толькоплощади в пределах S 12 = 12 м 2 . Истинная площадь орошения составляет S ≈ (1,3–1,7) S 12 , т. е. существенно превышает нормативное значение защищаемой площади.

В зависимости от типа оросителя интенсивность орошения на этой дополнительной площади от каждого оросителя составляет (0,2–0,7) I (от нормативного значения интенсивности орошения I ). Поэтому в центральной зоне между четырьмя оросителями, как правило, интенсивность орошения превышает 50 % от нормативного значения, а иногда может быть и выше этого значения (подробную информацию можно получить из учебно-методического пособия (Мешман Л. И. и др. Автоматические водяные и пенные установки пожаротушения. Проектирование. М.: ВНИИПО, 2009. – 572 с.) или из учебно-методического пособия (Мешман Л. М. и др. Оросители водяных и пенных автоматических установок пожаротушения. М.: ВНИИПО, 2002. – 315 с.).

Поэтому при расстоянии между оросителями 4 м, площадь, защищаемая каждым оросителем, условно принимается S = 16 м 2 . Например, если расчетная площадь АУП для 1-й группы помещений – 60 м 2 , то минимальное расчетное количество оросителей составит 4 шт. (60 м 2: 16 м 2 ≈ 4 шт.); соответственно, для 2-й группы помещений – 8 шт. (120 м 2: 16 м 2 ≈ 8 шт.).

Распределительный трубопровод установки пожаротушения проложен с уклоном 0,005 под плоским перекрытием. Согласно СП5.13130.2009 от колбы оросителя до перекрытия 0,08–0,30 м и, таким образом, независимо от уклона основной магистрали все оросители должны быть расположены в этом интервале. Значит, для установки первого оросителя нужна врезка длиной 100 мм, а для последнего – 600 мм, чтобы они были в линию?

Уклон трубопроводов АУП предусматривается для обеспечения в случае необходимости эвакуации из них воды. Расстояние от центра колбы оросителя до плоскости перекрытия должно быть в пределах от 0,08 до 0,30 м. В исключительных случаях допускается увеличить это расстояние до 0,40 м. Если при уклоне и определенной длине трубопровода расстояние от центра колбы оросителя до плоскости перекрытия превысит 0,40 м, то необходимо в этом месте (в нижней точке) оборудовать дренажный кран для слива воды и поднять трубу вверх таким образом, чтобы расстояние от центра видимой части колбы до перекрытия составило не менее 0,08 м, а далее этот новый участок трубы должен быть проложен с требуемым уклоном.

По желанию заказчика распределительная сеть спринклерной установки на базе системы двойной активации в помещениях кроссовых и серверных не должна быть заполнена водой. Помещения находятся в действующем бизнес-центре и занимают четыре этажа. На каждом этаже ориентировочно по два помещения такого назначения. Вода будет направлена в систему только при условии одновременного срабатывания дымового пожарного извещателя и спринклерного оросителя. Срабатывание только одного оборудования без одновременного срабатывания другого не позволит воде попасть внутрь трубопроводной сети АУП кроссовых и серверных. Возможно ли предусмотреть подобную схему?

Предложенные установки рассмотренны в п. 5.6 СП 5.13130.2009.

В зависимости от требований к быстродействию и исключению ложных срабатываний используют следующие виды спринклерно-дренчерных АУП-СД:

• водозаполненные АУП-СВД;
• воздушные АУП-СВзД.

Выбор вида спринклерно-дренчерных АУП-СД обусловлен минимизацией ущерба от последствий ложных или несанкционированных срабатываний АУП:

Водозаполненных АУП-СВД – для помещений, где требуется повышенное быстродействие АУП и допустимы незначительные проливы ОТВ в случае повреждения или ложного срабатывания спринклерных оросителей, – в дежурном режиме питающие и распределительные трубопроводы заполнены водой, а подача ОТВ в защищаемую зону осуществляется только при срабатывании автоматического пожарного извещателя и спринклерного оросителя, включенных по логической схеме «И»;

Воздушных АУП-СВзД (1) – для помещений с положительными и отрицательными температурами, где нежелательны проливы ОТВ в случае повреждения или ложного срабатывания спринклерных оросителей, – в дежурном режиме питающие и распределительные трубопроводы заполнены воздухом под давлением. Заполнение этих трубопроводов огнетушащим веществом происходит только при срабатывании автоматического пожарного извещателя, а подача ОТВ в защищаемую зону осуществляется только при срабатывании автоматического пожарного извещателя и спринклерного оросителя, включенных по логической схеме «И»;

Воздушных АУП-СВзД (2) – для помещений с положительными и отрицательными температурами, где требуется исключить подачу ОТВ в систему трубопроводов из-за ложных срабатываний автоматических пожарных извещателей, а также проливы ОТВ из-за повреждения или ложного срабатывания спринклерных оросителей, – в дежурном режиме питающие и распределительные трубопроводы заполнены воздухом под давлением. Заполнение этих трубопроводов огнетушащим веществом и подача ОТВ в защищаемую зону происходят только при срабатывании автоматического пожарного извещателя и спринклерного оросителя, включенных по логической схеме «И».

Следует учитывать, что для защиты кроссовых и серверных, как правило, используются газовые АУП.

Требуется запроектировать спринклерную установку пожаротушения склада 6-й группы (с высотой складирования до 11 м, высота здания 14 м), на который не распространяется п. 1.3 СП 5.13130. Анализ информации на форумах, позволяет сделать вывод, что можно использовать либо оросители повышенной производительности (ESFR/СОБР), выполняя расчет, руководствуясь их СТУ, либо оросители ТРВ. Что целесообразнее в данном случае?

Проектирование высокостеллажных складов должно осуществляться по СП 241.13130.2015, либо по ВНПБ 40–16 «Автоматические установки водяного пожаротушения «АУП-Гефест». Проектирование. СТО 420541.004», или по СТО 7.3–02–2011 «Установки водяного пожаротушения тонкораспыленной водой с применением распылителей «Бриз ® ». Руководство по проектированию».

Использование спринклерных распылителей тонкораспыленной воды по сравнению со спринклерными оросителями ESFR/СОБР позволяет резко сократить расход воды, однако АУП, оснащенные распылителями, менее эффективны при тушении пожаров в помещениях групп 6 и 7 по СП 5.13130.2009. Окончательный выбор в качестве оросителей ESFR/СОБР или распылителей тонкораспыленной воды определяется технико-экономическим обоснованием, наличием на объекте также соответствующих АУП, квалификацией обслуживающего персонала и т. п.

Имеется холодный высокостеллажный склад. Применяются оросители СОБР. Однако из-за того, что диаметры труб получаются большими, общий объем воздушной секции тоже большой – около 25 м 3 . Возможно ли запроектировать АУП со следующим алгоритмом работы: предусмотреть дренчерный узел управления. Перед узлом управления трубопроводы АУП заполнены водой, после него – воздух без давления. При срабатывании пожарных извещателей ПС узел управления открывается, вода заполняет трубопроводы. Если срабатывание не ложное – при разрушении термочувствительной колбы спринклерного оросителя начинается орошение. У такой схемы следующие преимущества:

• не нужны компрессоры (сейчас для каждой секции нужен свой компрессор, а редакция СП 5 с одним компрессором еще не принята);
• не нужны эксгаузтеры. Соответственно, уменьшается стоимость АУП, нет необходимости предусматривать автоматику для управления ими;
• требование заполнения водой трубопроводной системы за 180 с тоже упрощается. Чувствительность пожарного извещателя выше, и в момент вскрытия термочувствительной колбы трубопроводы будут заполнены полностью или частично.

В то же время в определении воздушно-дренчерных АУП по СП5 присутствует фраза «воздуховоды заполнены воздухом под давлением».

Получается, формально нельзя запроектировать систему без воздушного давления?

Требования нормативных документов не должны препятствовать техническому прогрессу. Если появляются прогрессивные проектные решения, то они могут быть согласованы для применения согласно установленным процедурам.

Использовать дренчерную АУП со спринклерными оросителями вместо воздушной спринклерной АУП вполне возможно, но при этом необходимо корректно определить все плюсы использования данного варианта. Во-первых, потребуется установка пожарной сигнализации с многочисленными пожарными извещателями, которые должны обслуживать специалисты более высокой квалификации. Во-вторых, в трубопроводной системе остается 25 м 3 воздуха. В зависимости от конфигурации распределительной сети и места расположения сработавшего спринклерного оросителя выпуск воздуха через него может произойти через значительное время (более 3 мин – все зависит от сложности распределительной сети АУП и места расположения оросителя).

Как вариант, можно предложить использование дренчерной АУП со спринклерными оросителями и небольшим избыточным давлением в питающих и распределительных трубопроводах. Преимущество по сравнению с рекомендуемой схемой – отсутствие установки пожарной сигнализации с многочисленными пожарными извещателями, недостаток – некоторое снижение быстродействия подачи воды на защищаемый объект. Однако если АУП разбить на несколько независимых секций, то можно добиться существенного быстродействия (см., например, заявку на изобретение: Мешман Л. М. и др. Способ повышения быстродействия спринклерной воздушной установки пожаротушения (варианты) и устройство для его реализации (варианты). МПК A62C 35/00, дата подачи 05.2017).

Как еще один вариант, можно предложить использование дренчерной АУП с использованием спринклерных оросителей с контролем пуска или оросителей, оснащенных устройством контроля пуска и принудительного пуска (см., например, Мешман Л. М. и др. Способ управления воздушной установкой пожаротушения и устройство для его реализации: пат. RU № 2 610 816, A62C 35/00. Опубл. 15.02.2017. Бюл. № 5).

• формат файла: pdf
• размер: 10.32 МБ
• добавлен: 1 апреля 2015 г.

Издательство: ВНИИПО МЧС РФ
Год издания: 2002
Страниц: 431
Авторы-составители ставили перед собой задачу сосредоточить в небольшом по объему пособии максимум основных положений большого количества нормативных документов, имеющих отношение к проектированию пожарной автоматики.
Приводятся нормы проектирования водяных и пенных АУП.
Рассмотрены особенности проектирования модульных и роботизированных установок пожаротушения, а также АУП применительно к высотным механизированным складам.
Особое внимание уделено подробному изложению правил разработки технического задания на проектирование, сформулированы основные положения по согласованию и утверждению этого задания.
Детально прописаны содержание и порядок оформления рабочего проекта, в том числе пояснительной записки.
Основной объем учебно-методического пособия и приложения к нему содержат необходимый справочный материал, в частности термины и определения, условные обозначения, рекомендуемую нормативно-техническую документацию и техническую литературу применительно к различным видам водяных и пенных АУЛ, перечень производителей средств водопенных АУП, примеры проектирования водяных и пенных АУП, в том числе выполнения расчетов и оформления чертежей.
Подробно описываются основные положения действующей отечественной нормативно-технической документации в области водопенных АУП.
Описан алгоритм гидравлического расчета гидравлических сетей АУП, интенсивност; орошения, удельного расхода, расхода и давления секции распределительного трубопровода водяных и пенных АУП. Приведен алгоритм расчета удельного расхода водяных завес, создаваемых оросителями общего назначения.
Учебно-методическое пособие соответствует основным положениям действующей НТД в области АУП и может быть полезным для обучения сотрудников организаций, осуществляющих проектирование автоматических установок пожаротушения. Пособие может представлять интерес для руководителей предприятий и инженерно-технического состава, специализирующихся в области автоматической противопожарной защиты объектов.

Похожие разделы

Смотрите также

Бабуров В.П., Бабурин В.В., Фомин В.И., Смирнов В.И. Производственная и пожарная автоматика (часть 2)

• формат файла: pdf
• размер: 9.45 МБ
• добавлен: 23 июля 2010 г.

Автоматические установки пожаротушения/ Учебник. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2007. - 298с. В учебнике рассмотрены принципы построения технических средств пожарной автоматики. Даны методы расчета установок водяного, пенного, газового, порошкового и аэрозольного пожаротушения. Изложены принципы построения систем автоматической противопожарной защиты объектов, функционирования аппаратуры управления установками и микропроцессорных систем. Даны ос...

Баратов А.Н., Иванов Е.Н. Пожаротушение на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности

• формат файла: djvu
• размер: 3.9 МБ
• добавлен: 21 июля 2011 г.

М. 1979, 368 стр. В книге содержатся сведения об условиях возникновения, развития и подавления пожаров, излагаются теоретические основы механизма воздействия различных огнегасительных составов на пламя, а также описываются и анализируются способы пожаротушения. Отражены новейшие технические и научные достижения в области расчета, проектирования и практического использования систем противопожарной защиты. Рассмотрены различные типы установок пожар...

Болотин Е.Т., Мажара И.И., Пестмаль Н.Ф. Проектирование установок автоматического пожаротушения

• формат файла: pdf
• размер: 5.91 МБ
• добавлен: 20 ноября 2011 г.

Киев: Будiвельник, 1980. – 116 с. Серия: Библиотека строителя. Инженеру-проектировщику В книге приведены классификация и краткие характеристики огнетушащих веществ и установок автоматического пожаротушения, рассматриваются выбор и методика расчета автоматических установок при проектировании промышленных зданий и сооружений в зависимости от различных условий (функциональных, технологических, планировочных и других); освещаются вопросы автоматиза...

Исавнин Н.В. Средства порошкового пожаротушения

• формат файла: djvu
• размер: 29.84 МБ
• добавлен: 12 июля 2011 г.

М.:Стройиздат, 1983 Изложены теоретические основы расчета пневматического транспортирования огнетушащих порошков с высокой концентрацией смеси. Сформулированы требования к проектированию устройств порошкового пожаротушения. Рассмотрены основные типоразмеры порошковых установок и приведены примеры их использования для тушения пожаров газовых и нефтяных фонтанов, высокостелажных складов, подвальных помещений, нефтеналивных железнодорожных эстакад...

Лагунова М.Н. Расходы на обеспечение пожарной безопасности

• формат файла: doc
• размер: 149.5 КБ
• добавлен: 13 ноября 2011 г.

// "Российский налоговый курьер", N 23, декабрь 2010 г. – 17 c. Оглавление Декларация пожарной безопасности и оценка пожарного риска Порядок составления декларации Отражение расходов на составление декларации Первичные средства пожаротушения Расходы на приобретение средств пожаротушения Расходы на перезарядку огнетушителей Пожарная сигнализация Расходы на пожарную сигнализацию в собственном здании Расходы на пожарную сигнализацию в арендованном з...

Плакаты учебные - Пожарная безопасность. Пожаротушение

• формат файла: jpg
• размер: 6.2 МБ
• добавлен: 23 февраля 2011 г.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Уфимский государственный авиационный технический университет

Кафедра «Пожарная безопасность»

Расчетно-графическая работа

Тема: Расчет автоматической установки водяного пожаротушения

Руководитель:

ассистент кафедры

«Пожарная безопасность» Гарданова Е.В.

Исполнитель

студент группы ПБ-205 вв

Гафурова Р.Д.

Зачетная книжка № 210149

Уфа, 2012 г.

Задание

В данной работе необходимо выполнить аксонометрическую схему системы водяного автоматического пожаротушения с указанием на ней размеров и диаметров участков труб, мест расположения оросителей и необходимого оборудования.

Повести гидравлический расчет для выбранных диаметров трубопроводов. Определить расчетный расход установки автоматического водяного пожаротушения.

Выполнить расчет напора, который должна обеспечить насосная станция и подобрать оборудование для насосной станции.

установка пожаротушение трубопровод напор

Аннотация

РГР по курсу «Производственная и пожарная автоматика» направлена на решение конкретных задач по монтажу и техническому обслуживанию установок пожарной автоматики.

В данной работе показаны пути применения теоретических знаний для решения инженерных задач по вопросам создания систем противопожарной защиты зданий.

В ходе выполнения работы:

изучена техническая и нормативная документация, регламентирующая проектирование, монтаж и эксплуатацию установок пожаротушения;

приведена методика технологических расчетов для обеспечения требуемых параметров установки пожаротушения;

показаны правила применения технической литературы и нормативных документов по вопросам создания систем противопожарной защиты.

Выполнение РГР способствует развитию у студентов навыков самостоятельной работы и формирования творческого подхода к решению инженерных задач по вопросам создания систем противопожарной защиты зданий.

Аннотация

Введение

Исходные данные

Расчетные формулы

Основные принципы работы установки пожаротушения

1 Принцип работы насосной станции

2 Принцип работы спринклерной установки

Проектирование установки водяного пожаротушения. Гидравлический расчет

Выбор оборудования

Заключение

Список литературы

Введение

Наибольшее распространение в настоящее время получили автоматические системы водяного пожаротушения. Они используются на больших площадях для защиты торговых и многофункциональных центров, административных зданий, спортивных комплексов, гостиниц, предприятий, гаражей и автостоянок, банков, объектов энергетики, военных объектов и объектов специального назначения, складов, жилых домов и коттеджей.

В моем варианте задания представлен объект производства спиртов, эфиров с подсобными помещениями, который в соответствии с п.20 таблицы А.1 приложения А свода правил 5.13130.2009 независимо от площади должен иметь автоматическую систему пожаротушения. Остальные подсобные помещения объекта в соответствии с требованиями данной таблицы оснащать автоматической системой пожаротушения необязательно. Стены и перекрытия железобетонные.

Основным видом пожарной нагрузки являются спирты и эфиры. В соответствии с таблицей принимаем решение, что для тушения возможно использовать раствор пенообразователя.

Основная пожарная нагрузка в объекте с высотой помещений 4 метра исходит из ремонтной зоны, которая в соответствии с таблицей приложения Б свода правил 5.13130.2009 относится ко 4.2 группе помещений по степени опасности развития пожара в зависимости от их функционального назначение и пожарной нагрузки сгораемых материалов.

На объекте отсутствуют помещения категорий А и Б по взрывопожарной опасности в соответствии с СП 5.13130.2009 и взрывоопасные зоны в соответствии с ПУЭ.

Для тушения возможных возгораний в объекте, с учетом имеющейся горючей загрузки, возможно использование раствора пенообразователя.

Для оснащения объекта производства спиртов, эфиров выберем автоматическую установку пенного пожаротушения сплинклерного типа, заполненную раствором пенообразователя. Под пенообразователями подразумеваются концентрированные водные растворы ПАВ (поверхностно-активных веществ), предназначенные для получения специальных растворов смачивателей или пены. Применение подобных пенообразователей во время тушения пожара позволяет существенно снизить интенсивность горения уже через 1,5-2 минуты. Способы воздействия на источник возгорания зависят от вида пенообразователя, используемого в огнетушителе, но основные принципы действия едины для всех:

за счет того, что пена имеет массу, значительно меньшую, чем масса у любой воспламеняющейся жидкости, она покрывает поверхность топлива, тем самым подавляя огонь;

использование воды, входящей в состав пенообразователя, позволяет в течение нескольких секунд снизить температуру топлива до того уровня, при котором горение становится невозможным;

пена эффективно предотвращает дальнейшее распространение горячих испарений, образовывающихся в результате возгорания, что делает повторное воспламенение практически невозможным.

Благодаря этим особенностям, пенообразователи активно применяются для пожаротушения в нефтехимической и химической промышленностях, где существует высокий риск возгорания горючих и легковоспламеняющихся жидкостей. Эти вещества не представляют угрозы для здоровья или жизни людей, а их следы с легкостью удаляются из помещений.

1. Исходные данные

Гидравлический расчет выполняется в соответствии с требованиями СП 5.13130.2009 «Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования» по методике, изложенной в Приложении В.

Защищаемый объект представляет собой объем помещения 30х48х4м, в плане - прямоугольник. Общая площадь объекта составляет 1440 м2.

Исходные данные для производства спиртов, эфиров в соответствии с определенной группой помещений находим из таблицы 5.1 данного свода правил раздела «Водяные и пенные установки пожаротушения»:

интенсивность орошения - 0,17 л/(с*м2);

площадь для расчета расхода воды - 180 м2;

минимальный расход воды установки пожаротушения - 65 л/с;

максимальное расстояние между оросителями - 3 м;

выбранная максимальная площадь, контролируемая одним спринклерным оросителем - 12м2.

продолжительность работы - 60 мин.

Для защиты склада выбираем ороситель СПО0-РУо(д)0,74-R1/2/Р57(68,79,93,141,182).В3-«СПУ-15» ПО «СПЕЦАВТОМАТИКА» с коэффициентом производительности k = 0,74 (по тех.документации на ороситель).

2. Расчетные формулы

Расчетный расход воды через диктующий ороситель, расположенный в диктующей защищаемой орошаемой площади, определяем по формуле

где q1 - расход ОТВ через диктующий ороситель, л/с;- коэффициент производительности оросителя, принимаемый по технической документации на изделие, л/(с·МПа0,5);

Р - давление перед оросителем, МПа.

Расход первого диктующего оросителя является расчетным значением Q1-2 на участке L1-2 между первым и вторым оросителями

Диаметр трубопровода на участке L1-2 назначает проектировщик или определяют по формуле

где d1-2 - диаметр между первым и вторым оросителями трубопровода, мм;-2 - расход ОТВ, л/с;

μ - коэффициент расхода;- скорость движения воды, м/с (не должна превышать 10 м/с).

Диаметр увеличивают до ближайшего номинального значения по ГОСТ 28338.

Потери давления Р1-2 на участке L1-2 определяют по формуле

где Q1-2 - суммарный расход ОТВ первого и второго оросителей, л/с;т - удельная характеристика трубопровода, л6/с2;

А - удельное сопротивление трубопровода, зависящее от диаметра и шероховатости стенок, с2/л6.

Удельное сопротивление и удельная гидравлическая характеристика трубопроводов для труб (из углеродистых материалов) различного диаметра приведены в таблице В.1 <#"606542.files/image005.gif">

Гидравлическую характеристику рядков, выполненных конструктивно одинаково, определяем по обобщенной характеристике расчетного участка трубопровода.

Обобщенную характеристику рядка I определяем из выражения

Потери давления на участке а-b для симметричной и несимметричной схем находим по формуле.

Давление в точке b составит

Рb=Pa+Pa-b.

Расход воды из рядка II определяем по формуле

Расчет всех последующих рядков до получения расчетного (фактического) расхода воды и соответствующего ему давления ведем аналогично расчету рядка II.

Симметричную и несимметричную кольцевые схемы рассчитывем аналогично тупиковой сети, но при 50% расчетного расхода воды по каждому полукольцу.

3. Основные принципы работы установки пожаротушения

Автоматическая установка пожаротушения состоит из следующих основных элементов: насосной станции автоматического пожаротушения с системой входных (всасывающих) и подводящих (напорных) трубопроводов; - узлов управления с системой питающих и распределительных трубопроводов с установленными на них спринклерными оросителями.

1 Принцип работы насосной станции

В дежурном режиме эксплуатации питающие и распределительные трубопроводы спринклерных установок постоянно заполнены водой и находятся под давлением, обеспечивающим постоянную готовность к тушению пожара. Жокей-насос включается при срабатывании сигнализатора давления.

При пожаре, когда давление на жокей-насосе (в питающем трубопроводе) падает, при срабатывании сигнализатора давления включается рабочий пожарный насос, обеспечивающий полный расход. Одновременно при включении пожарного насоса подается сигнал пожарной тревоги в систему пожарной безопасности объекта.

Если электродвигатель рабочего пожарного насоса не включается или насос не обеспечивает расчетного давления, то через 10 с включается электродвигатель резервного пожарного насоса. Импульс на включение резервного насоса подается от сигнализатора давления, установленного на напорном трубопроводе рабочего насоса.

При включении рабочего пожарного насоса жокей-насос автоматически отключается. После ликвидации очага пожара прекращение подачи воды в систему производится вручную, для чего отключаются пожарные насосы и закрывается задвижка перед узлом управления.

3.2 Принцип работы спринклерной установки

При возникновении загорания в помещении, защищаемом спринклерной секцией, и повышении температуры воздуха более 68 "С разрушается тепловой замок (стеклянная колба) спринклерного оросителя. Вода, находящаяся в распределительных трубопроводах под давлением, выталкивает клапан, перекрывающий выходное отверстие спринклера, и он вскрывается. Вода из спринклерного оросителя поступает в помещение; давление в сети падает. При падении давлении на 0,1 МПа срабатывают сигнализаторы давления, установленные на напорном трубопроводе, подается импульс на включение рабочего насоса.

Насос забирает воду из городской водопроводной сети, минуя водомерный узел, и подает ее в систему трубопроводов установки пожаротушения. При этом жокей-насос автоматически отключается. Сигнализаторы потока жидкости при возникновении пожара на одном из этажей дублируют сигналы о срабатывании установки водяного пожаротушения (тем самым идентифицируя место загорания) и одновременно отключают систему энергопитания соответствующего этажа.

Одновременно с автоматическим включением установки пожаротушения в помещение пожарного поста с круглосуточным пребыванием оперативного персонала передаются сигналы о пожаре, включении насосов и начале работы установки в соответствующем направлении. При этом световая сигнализация сопровождается звуковой.

4. Проектирование установки водяного пожаротушения. Гидравлический расчет

Гидравлический расчет выполняют на самый удаленный и высокорасположенный («диктующий») ороситель из условия срабатывания всех оросителей, наиболее удаленных от водопитателя и смонтированных на расчетной площади.

Намечаем трассировку трубопроводной сети и план размещения оросителей и выделяем диктующую защищаемую орошаемую площадь на гидравлической план-схеме АУП, на которой расположен диктующий ороситель и проводим гидравлический расчет АУП.

Определение расчетного расхода воды на защищаемой площади.

Определение расхода и напора перед «диктующим оросителем» (расход в точке 1 на схеме в приложении 1) определяется по формуле:

=k √ H

Расход «диктующего» оросителя должен обеспечивать нормативную интенсивность орошения, поэтому:

мин = I*S=0,17 * 12 = 2,04 л/с, таким образом, Q1 ≥ 2,04 л/с

Примечание. При расчете необходимо учитывать количество оросителей, защищающих расчетную площадь. На расчетной площади 180 м2 расположено 4 рядка по 5 и 4 оросителей, общий расход должен быть не менее 60 л/с (см. табл.5.2 СП 5.13130.2009 для 4.2 группы помещений). Таким образом, при расчете напора перед «диктующим» оросителем необходимо учесть, что для обеспечения минимального требуемого расхода установки пожаротушения расход (а значит и напор) каждого оросителя придется увеличить. То есть в нашем случае - если расход из оросителя принять равным 2,04 л/с, то суммарный расход 18 оросителей будет приблизительно равен 2,04*18=37 л/с, а с учетом разного напора перед оросителями будет чуть больше, но это значение не соответствует требуемому расходу 65 л/с. Таким образом, необходимо подобрать напор перед оросителем таким образом, чтобы суммарный расход 18 оросителей, расположенных на расчетной площади был более 65 л/с. Для этого: 65/18=3,611, т.е. расход диктующего оросителя должен быть более 3,6 л/с. Проведя несколько вариантов расчетов в черновике определяем требуемый напор перед «диктующим» оросителем. В нашем случае H=24 м.в.с.=0,024МПа.

(1) =k √ H= 0.74√24= 3,625 л/с;

Посчитаем диаметр трубопровода в рядке по следующей формуле:

Откуда получим при скорости течения воды 5 м/c, значение d=40 мм и примем для запас значение 50 мм.

Потери напора на участке 1-2: dH(1-2)= Q(1) *Q(1) *l(1-2) / Km= 3,625*3,625*6/110=0,717 м.в.с.=0,007МПа;

Для определения расхода из 2-го оросителя вычислим напор перед 2-м оросителем:

Н(2)=Н(1)+ dH(1-2)=24+0,717=24,717 м.в.с.

Расход из 2-го оросителя: Q(2) =k √ H= 0.74√24,717= 3,679 л/с;

Потери напора на участке 2-3: dH(2-3)= (Q(1) + Q(2))*(Q(1) + Q(2))*l(2-3) / Km= 7,304*7,304*1,5/110=0,727 м. в. с;

Напор в точке 3: Н(3)=Н(2)+ dH(2-3)= 24,717+0,727=25,444 м.в.с;

Суммарный расход правой ветки первого рядка равен Q1 + Q2 = 7,304 л/с.

Поскольку правая и левая ветки первого рядка выполнены конструктивно одинаково (по 2 оросителя), то расход левой ветки будет также равен 7,304 л/с. Суммарный расход первого рядка равен Q I =14,608 л/с.

Расход в т.3 -делится пополам, поскольку питающий трубопровод выполнен тупиковым. Поэтому при подсчете потерь напора на участке 4-5 будет учитываться расход первого рядка. Q(3-4) = 14,608 л/с.

Значение d=150 мм примем для основного трубопровода.

Потери напора на участке 3-4:

(3-4)=Q(3)*Q(3)*l(3-4)/Km= 14,608 *14,608 *3/36920=0,017 м. в. с;

Напор в точке 4: Н(4)=Н(3)+ dH(3-4)= 25,444+0,017=25,461 м. в. с;

Для определения расхода 2-го рядка необходимо определить коэффициент В:

То есть B= Q(3)*Q(3)/H(3)=8,39

Таким образом, расход 2-го рядка равен:

II= √8, 39*24,918= 14,616 л/с;

Суммарный расход из 2-х рядков: QI +QII = 14,608+14,616 =29,224 л/с;

Аналогично нахожу(4-5)=Q(4)*Q(4)*l(4-5)/Km= 29,224 *29,224*3/36920=0,069 м. в. с;

Напор в точке 5: Н(5)=Н(4)+ dH(4-5)= 25,461+0,069=25,53 м. в. с;

Так как, следующие 2 рядка являются несимметричными, то находим расход 3-го рядка следующим образом:

То есть B= Q(1)*Q(1)/H(4)= 3,625*3,625/25,461=0,516лев= √0,516 * 25,53= 3,629 л/с;(5)= 14,616 +3,629 =18,245 л/с= Q(5)*Q(5)/H(5)=13,04III= √13,04 * 25,53= 18,24 л/с;

Суммарный расход из 3-х рядков:Q (3 рядков)=47,464 л/с;

Потери напора на участке 5-6:(5-6)=Q (6) *Q (6) *l(5-6)/Km= 47,464 *47,464 *3/36920=0,183 м. в. с;

Напор в точке 6: Н(6)=Н(5)+ dH(5-6)= 25,53+0,183=25,713 м. в. с;

IV= √13,04 * 25,713= 18,311 л/с;

Суммарный расход из 4-х рядков: Q(4 рядков) =65,775 л/с;

Таким образом, расчетный расход равен 65,775 л/с, что соответствует требованиям нормативных документов >65 л/с.

Требуемый напор в начале установки (возле пожарного насоса) рассчитывают из следующих составляющих:

напор перед «диктующим» оросителем;

потери напора в распределительном трубопроводе;

потери напора в питающем трубопроводе;

потери напора в узле управления;

разность отметок насоса и «диктующего» оросителя.

Потери напора в узле управления:

.вод.ст,

Требуемый напор, который должна обеспечить насосная установка, определяют по формуле:

тр=24+4+8,45+(9,622)*0,2+9,622 =47,99 м.в.с.=0,48 МПа

Общий расход воды на спринклерное пожаротушение:(4 рядков) =65,775 л/с = 236,79 м3/ч

Требуемый напор:

тр = 48 м.в.с.=0,48 МПа

5. Выбор оборудования

Расчеты проводились с учетом выбранного оросителя СПОО-РУоО,74-R1/2/Р57.ВЗ-«СПУ-15»-бронза с диаметром выходного отверстия 15 мм.

С учетом специфики объекта (уникальное многофункциональное здание с массовым пребыванием людей), сложной системы трубопроводов внутреннего противопожарного водопровода, насосная установка подбирается с запасом подаваемого напора.

Время тушения составляет 60 мин, то есть необходимо подать 234 000 литров воды.

Проектным решением выбирается насос Иртыш-ЦМК 150/400-55/4 число оборотов 1500 об/мин, который имеет запас как по H=48 м.в.с., так и по Q. насоса=65м.

Рабочие характеристики насоса приведены на рисунке.

Заключение

В данной РГР приведены результаты изученных методик проектирования автоматических установок пожаротушения, и расчеты, необходимые для проектирования автоматической установки пожаротушения.

По результатам гидравлического расчета определено размещение оросителей с целью достижения расхода воды на пожаротушение на защищаемой площади - 65 л/с. Для обеспечения нормативной интенсивности орошения потребуется напор 48 м.вод.ст.

Оборудование для установок выбрано, исходя из нормативного минимального значения интенсивности орошения, расчетных значений расхода и требуемого напора.

Список литературы

1 СП 5.13130.2009. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования.

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

Проектирование водяных и пенных автоматических установок пожаротушения/ Л.М. Мешман, С.Г. Цариченко, В.А. Былинкин, В.В. Алешин, Р.Ю. Губин; под общ.ред. Н.П. Копылова. - М:ВНИИПО МЧС РФ, 2002.-413 с.

Интернет-сайты производителей противопожарного оборудования

Системы пожаротушения – это неотъемлемая часть безопасности любого объекта. Они бывают автоматическими, автономными или могут приводиться в действие с участием человека. Но всех их объединяет одно назначение и общие функции. Вне зависимости от комплектации они должны обеспечивать безопасность объекта (помещения, здания, отсека и т.д.), поэтому проектирование систем пожаротушения происходит с учетом установленных законодательными и нормативными актами правил. Для этого специалисты делают расчеты и определяют характеристики объекта.

Основы создания и ответственность

На каком этапе необходимо проектирование пожаротушения? Чаще всего такие системы планируются еще перед строительством здания. Для установки в уже существующем объекте создают проект систем по аналогии поступают с пожарной сигнализацией.

В большинстве случаев его разрабатывает проектная организация, но иногда возможны и другие варианты. Решение этого вопроса зависит от сложности поставленной задачи и рисков, связанных с возникновением пожара. Ответственность за проектирование лежит на его разработчике и частично на заказчике.

Утверждение проекта в государственных надзорных органах не требуется, если нет отклонений от него в процессе строительства. В остальных ситуациях необходимо согласование.

Однако на практике заказчики и проектировщики систем автоматического пожаротушения обращаются к государственным надзорным органам для утверждения, чтобы убедиться в соответствии запланированных технических решений с действующими нормами и получить своеобразный аудит перед сдачей объекта в эксплуатацию.

Проект состоит из двух частей – теоретической и графической. В первой описывают выбранное оборудование, материалы и причины для этого. Решения обязательно подкрепляют расчетами. Например, для систем водопенного или водяного пожаротушения вычисляют количество огнетушащего вещества достаточное для ликвидации и локализации пожара.

Чтобы подкрепить проектирование аргументами, производятся расчеты количества элементов системы (модули, агрегаты). Все это является подтверждением эффективности запланированной защиты объекта.

Графическая часть включает планы этажей с указанием размещения оборудования, схемы соединения элементов системы, кабельные проводки и другие коммуникации, в частности для имеет большое значение пожарный водопровод.

Параметры в проектировании

Проектирование установок пожаротушения – во многом индивидуальный процесс, который затрагивает особенности объекта. Перед его созданием определяют:

1. назначение объекта (общественное, производственное, жилое здание, склад и т.п.);
2. конструктивные и планировочные особенности здания;
3. наличие и размещение коммуникаций (электросети, водопровод при необходимости и т.п.);
4. температура и другие особенности окружающей среды в здании или помещении;
5. классификация здания по пожарной и взрывопожарной опасности.

Первый пункт особенно важен для проектирования, так как для отдельной категории объектов применяют специальные правила. Кроме того, от назначения здания зависит выбор оборудования и огнетушащего вещества. Порошок не подходит для складов с изделиями из резины (автомобильные покрышки) или дерева. А водой не стоит тушить раскаленный уголь и многие металлы, несмотря на эффективность и популярность этих веществ в других случаях.

Поэтажные планы при проектировании четко указывают на расстановку и количество оборудования. Например, проектирование систем и установок газового пожаротушения всегда предполагает определенное количество модулей для эффективной работы при обнаружении возгорания, задымления.

Если проект разрабатывается до начала строительства объекта, то это во многом упрощает планирование систем пожаротушения.Тогда коммуникации (водопровод, электрические сети) рассчитывают так, чтобы они обеспечивали работу всех элементов.

Если монтаж производится для готового здания или сооружения, то заказчик предоставляет схемы и чертежи существующих коммуникаций для подключения к ним систем водяного, пенного, газового либо .

Вопрос о совместимости затрагивает и наполнение системы. По правилам все элементы должны слаженно работать и это доказывают еще на стадии проектирования. При необходимости замены датчика или другого устройства, которые перестали выпускать и продавать, выбирают аналог, желательно, подтвердить его совместимость в проектной организации.

В помещении замеряют перепады температуры воздуха. Это влияет на выбор вида системы и этапы её проектирования. Иногда от этого зависит выбор огнетушащего вещества, так как не все подходят для тушения при низких температурах, но чаще всего такой показатель определяет тип датчиков и их настройку. Проектирование водяных и пенных автоматических установок пожаротушения учитывает температуру воздуха в помещении при обосновании выбора спринклерных оросителей.

Классификация зданий поможет определить, какие вещества и материалы используются и находятся в помещениях. Этот параметр является дополнением к остальным, влияющим на выбор вида систем пожаротушения и мест их установки на начальных стадиях проектирования.

Особенности выбора здания приводят к применению газового или после обоснования в теоретической части документации.

Главные характеристики систем пожаротушения, которые учитывают при проектировании, можно свести в единый перечень:

• тип огнетушащего вещества;
• способ тушения;
• конструктивное исполнение;
• способ запуска.

Расчеты в ходе проектирования производятся по нормам и правилам, соответствующим конкретному типу установок и огнетушащего вещества. Для систем пенного и проводят гидравлические испытания согласно эксплуатационной документации.

Тип системы важен для расчетов времени срабатывания и границ защищаемой зоны.Во-первых, это позволяет выяснить эффективность. Во-вторых, узнать, успеют ли эвакуироваться люди из здания или помещения. Известно, что порошковое пожаротушение может принести вред человеческому организму, как и газовое. Расчеты для рассматриваемого помещения принято проводить для наиболее опасных факторов пожара.

Особенности проектирования различных систем

Водяное пожаротушение имеет массу достоинств и широко распространено. В его пользу можно привести проблему других видов систем: после монтажа нагрузка на их элементы значительно увеличивается и не совпадает с расчетами в теоретической части проекта по различным причинам. Тогда приходится вносить изменения в проект, чтобы добиться легальности переоборудования системы.

Однако для это не характерно. Его применение оправдано в помещениях с большим скоплением людей, оно эффективно охлаждает, а стоимость оборудования сравнительно низкая.

Пенное пожаротушение, как и водяное, бывает спринклерного и дренчерного типа, в зависимости от конструктивного исполнения и начала срабатывания после реагирования датчиков либо ручного запуска. Особое внимание при проектировании уделяют форме струи и охвату защищаемой площади.

Необходимо рассчитать оптимальный диаметр трубопровода, чтобы обеспечить воздействие огнетушащего вещества на конструктивные элементы. Отличие пенного от – условия использования и обслуживания (характеристики помещения, материалы и вещества в нем).

Еще один практически универсальный вариант – порошковое пожаротушение. Такие системы требуют тщательных подсчетов количества модулей, которые должны охватить помещение. Полная защита объекта обеспечивается также их корректным размещением, что входит в план проектирования.

Это самый ответственный этап работы, предшествующий непосредственно монтажу системы водяного пожаротушения. Для составления корректного проекта необходимо знать все количественно-качественные характеристики оборудования для каждого помещения. Так же необходимо точно рассчитывать результаты взаимодействия системы пожаротушения с иными инженерными сетями (у разных пультов и датчиков должны быть разные источники питания, система подачи воды должна иметь резервный насос, дублирующие системы и другие пункты).

От успешного выполнения данного этапа зависит и сохранность материальных ценностей, и жизни людей. Причем, если в проекте будет совершена ошибка, то даже самый лучший монтаж может оказаться бесполезным. Экономить здесь нельзя, однако тратить лишнее тоже никто не захочет. Поэтому давайте разберемся в процессе монтажа и выбора системы водяного пожаротушения.

Виды систем водяного пожаротушения.

Весь спектр популярных сегодня систем водяного пожаротушения можно разделить на две части: спринклерные и дренчерные. Первые наилучшим образом подходят для подавления локальных пожаров в различных помещениях. Вторые лучше работают на предотвращение распространения возникшего пожара.

Спринклерные системы водяного пожаротушения более просты в конструкции, поэтому легче монтируются и вводятся в эксплуатацию. Так же эти устройства отличаются большой надежностью из-за простоты механизма срабатывания (от перегрева деформируется клапан и вода начинает поступать в помещение).