Противопожарное водоснабжение
Противопожарные водопроводы высокого давления, повышаемого только во время пожара, гаходит широкое применение на промышленных объектах высокой пожарной опасности. Зачастую их объединяют с хозяйственно-питьевым водопроводом, и работа элементов этой системы водоснабжения регламентирует возможность увеличения напора для пожаротушения только в хозяйственно-питьевой сети без изменения напоров в промышленном водопроводе. Поэтому при пожаре не нарушаются производственные процессы, связанные с изменением давления воды в водопроводной сети.
Противопожарный водопровод высокого давления, объединенный с хозяйственно-питьевым, целесообразно устраивать потому, что сеть хозяйственно-питьевого водопровода, как правило, более разветвленная, чем производственная, и охватывает наибольшую часть территории объекта.
При наличии таких водопроводов воду для наружного пожаротушения можно отбирать непосредственно от гидрантов без привозных насосов, а для внутреннего противопожарного водоснабжения устраивают в здании пожарные стояки с пожарными кранами.
Противопожарный водопровод низкого давления, объединенный с хозяйственно-питьевым водопроводом, рассчитывают таким образом, что во время пожара увеличивается только количество подаваемой воды, напор же в сети поддерживается таким, чтобы у места отбора воды пожарной техникой он не падал ниже 10 м. Воду для тушения пожаров из таких водопроводов отбирают привозными пожарными насосами (автонасосами, мотопомпами и др.).
Противопожарный водопровод высокого давления, объединенный с производственным водопроводом, устраивают в тех случаях, когда при пожаре приходится подавать под высоким давлением все количество воды, потребное для производственных нужд/ (как правило, это количество бывает значительным). Внутренний противопожарный водопровод при такой системе (а также в том случае, когда напор в производственном водопроводе гораздо меньше, чем необходимо для внутреннего пожаротушения) объединяется с хозяйственно-питьевым.
Противопожарный водопровод низкого давления объединяют с производственным водопроводом на производствах, где отбор пожарного расхода воды не оказывает' влияния на напор производственного водопровода.
Приведенные схемы противопожарных водопроводов находят применение в различных комбинациях. Выбор той или иной схемы зависит от характера производства, занимаемой им территории, характеристики пожарной огнеопасности производства, дебита источников водоснабжения и технико-экономических соображений, а также от всех местных условий рассматриваемого объекта.
Важнейшими элементами расчета противопожарного водоснабжения является определение потребного для пожаротушения расхода воды, а также напора и диаметра противопожарного водопровода.
Общий расчетный расход воды складывается из расходов на наружное пожаротушение от гидрантов, внутреннее - от пожарных кранов, а также от стационарных установок пожаротушения.
Расход воды на наружное пожаротушение от гидрантов QH в производственных зданиях с фонарями и в зданиях шириной до 60 м без фонарей выбирают в зависимости от объема здания, стен и огнестойкости его строительных конструкций, а также категории пожарной опасности производства, размещенного в здании и определяют по табл. 17.3.
Расчетное количество одновременных пожаров на промышленных предприятиях принимают:
1 пожар на площади предприятия до 150 га;
2 пожара на площади более 150 га.
Таблица 17.3. Расход воды для тушения пожаров от гидрантов
| Степень огнестойкости зданий | Категории зданий по пожарной опасности | Расход воды на наружное пожаротушение производственных зданий шириной до 60 м на один пожар, л/с при объемах зданий, тыс. м3 | ||||||
| доЗ | 3-5 | 5-20 | 20-50 | 50-200 | 20О400 | 400-600 | ||
| I и II | Г, Д | |||||||
| I и II | А, Б, В | |||||||
| III | г,д | - | - | |||||
| III | в | - | - | |||||
| IV | г,д | - | - | - | ||||
| IV | в | - | - | - |
Количество одновременно работающих гидрантов определяют по формуле
(17.1)
где QH- расход воды по линии, л/с;
qr - расход воды на пожаротушение от одного гидранта, л/с.
Расход воды qr по ГОСТ 8220-86 принимается 10; 20; 30; 40 л/с.
Расстояние между гидрантами не должно превышать 100J150 м, и они должны располагаться на расстоянии не более 2,5 м от края проезжей части дороги или проездов. Любая часть объекта защищается, по крайней мере, двумя гидрантами. Запас воды на пожаротушение должен обеспечивать нормальный расход воды в течение 3 ч и лишь для зданий I и II степеней огнестойкости категорий Г и Д - в течение 2 ч.
Расход воды во время реального пожара в 4–5 раз превышает расход воды при тушении пожаров и составляет 500–875 л/м .
Требуемый напор в гидранте, м, определяется по формуле
(17.2)
где НТР – потеря напора в трубах, м;
hРУК – потеря напора в рукаве, м;
h – потеря напора в гидранте и стендоре (принимают равными 2м);
Т – геометрическая высота наиболее высокой точки здания предприятия, м.
Диаметр труб наружного противопожарного водопровода определяют исходя из условий подачи к месту пожара полного расхода воды. Однако диаметр ни в коем случае не должен быть менее 100 мм.
(17.3)
где QН – расход воды по линии, м3/с;
d – диаметр трубы, м;
υ – скорость движения воды (принимается 1,5 – 2,5 м/с).
Определив расчетный диаметр трубы, берут ближайший к нему по ГОСТу.
Потеря напора в стальных трубах НТР, м,
(17.4)
где АУ – коэффициент, учитывающий потери напора от шероховатости труб в зависимости от диаметра, определяется по табл.17.4;
QН – расчетный расход воды, л/с;
lТР – длина стальных труб, м.
Потеря напора в пожарных рукавах
(17.5)
где q – производительность пожарной струи, л/с;
k – коэффициент, определяемый по табл.17.5;
lР – длина рукавов, м.
Таблица 17.4. Определение коэффициента А
| Диаметр условного прохода трубы, мм | Коэффициент AУ | Диаметр условного прохода трубы, мм | Коэффициент AУ |
| 32,95 | 0,01108 | ||
| 8,809 | 0,002893 | ||
| 1,643 | 0,001168 | ||
| 0,4367 | 0,000267 | ||
| 0,09386 | 0,00008623 | ||
| 0,04453 | 0,00003395 |
Таблица 17.5. Определение коэффициента К
| Рукава | Диаметр рукава, м | ||
| Прорезиненные | 0,0075 | 0,00175 | 0,00075 |
| Непрорезиненные | 0,015 | 0,0035 | 0,0015 |
Расход воды на внутреннее пожаротушение от пожарных кранов QB в производственных и складских зданиях принимают по табл.17.6
Таблица 17.6. Расход воды на пожаротушение производственных и складских зданий
| Степень огнестойкости зданий | Категории зданий по пожароопасности | Число струй и минимальный расход воды, л/с, на одну струю, на внутреннее пожаротушение в производственных и складских зданиях высотой до 50 м и объемом, тыс.м3 | ||||
| от 0,5 до 5 | от 5 до 50 | от 50 до 200 | от 200 до 400 | от 400 до 800 | ||
| I и II | А, Б, В | 2х2,5 | 2х5 | 2х5 | 3х5 | 4х5 |
| III | В | 2х2,5 | 2х5 | 2х5 | - | - |
| III | Г, Д | - | 2х2,5 | 2х2,5 | - | - |
| IV | В | 2х2,5 | 2х5 | - | - | - |
| IV | Г, Д | - | 2х2,5 | - | - | - |
Примечания. 1. В сомножителях указано число струй (пожарных кранов) и минимальный расход воды на одну струю, л/с. 2. Расход воды и число струй в производственных зданиях (независимо от категории) высотой свыше 50 м и объемом до 50000 м3 следует принимать равным 4 струи по 5 л/с каждая
Внутренние пожарные краны должны устанавливаться на высоте 1,35 м над полом помещения и размещаться в шкафчиках, имеющих надпись ПК. Каждый пожарный кран должен быть снабжен пожарным рукавом длиной 10, 15 или 20 м и пожарным стволом.
Краны следует устанавливать у выходов, на площадках отапливаемых лестничных клеток, в вестибюлях, коридорах, проходах и других наиболее доступных местах. Наименьшую длину компактной части струи RK следует принимать равной высоте помещения, но не менее: 6 м - в зданиях высотой до 50 м; 8 м - в жилых зданиях высотой более 50 м; 16 м - в общественных и производственных зданиях высотой более 50 м.
Расстояние между пожарными кранами LПK, м, можно определить по формуле
(17.6)
где Rk - радиус действия компактной части струи, м;
Т - наибольшая высота помещения над уровнем пожарного крана, м;
1Р - длина пожарного рукава, м;
В - ширина здания, м.
Пожарные краны размещают таким образом, чтобы компактные струи, подаваемые из стволов, подключенных к двум соседним кранам, соприкасались в наиболее высокой и удаленной точке на границе их действия.
Потерю на трение в трубах внутреннего водопровода можно определить по формуле (26) но следует дополнительно учитывать потери напора на местные сопротивления, которые принимаются в процентах от величины потери напора на трение по длине трубопровода: в сетях объединенных противопожарных, хозяйственно-питьевых и производственных трубопроводов -20 %; в сетях противопожарно-производственных водопроводов- 15 %; в сетях противопожарных водопроводов - 10 %.
Таким образом, напор для системы внутреннего водоснабжения Нв, развиваемый пожарными насосами, можно определить по формуле
(17.7)
где НГЕОМ – геометрическая высота подачи воды, м, от оси пожарного насоса-повысителя до расчетного пожарного крана;
НТР – сумма потерь в трубопроводах системы противопожарного водопровода;
НТ – требуемый свободный напор у расчетного пожарного крана, определяется по табл.17.7.
Таблица 17.7. Свободный напор в зависимости от высоты компактной струи и диаметра спрыска
| Высота компактной части струи или помещения, м. | Производительность пожарной струи. л/с | Напор, м, у пожарного крана с рукавом длиной, м. | Производительность пожарной струи. л/с | Напор, м, у пожарного крана с рукавом длиной, м | Производительность пожарной струи. л/с | Напор, м, у пожарного крана с рукавом длиной, м | ||||||
| Диаметр спрыска наконечника пожарного ствола, мм | ||||||||||||
| Пожарные краны ø=50 мм | ||||||||||||
| - | - | - | - | 2,6 | 9,2 | 9,6 | 3,4 | 8,8 | 9,6 | 10,4 | ||
| - | - | - | - | 2,9 | 12,5 | 4,1 | 12,9 | 13,8 | 14,8 | |||
| - | - | - | - | 3,3 | 15,1 | 15,7 | 16,4 | 4,6 | 17,3 | 18,5 | ||
| 2,6 | 20,2 | 20,6 | 3,7 | 19,2 | 19,6 | 5,2 | 20,6 | 22,3 | ||||
| 2,8 | 23,6 | 24,1 | 24,5 | 4,2 | 24,8 | 25,5 | 26,3 | - | - | - | - | |
| 3,2 | 31,6 | 32,2 | 32,8 | 4,6 | 29,3 | 31,8 | - | - | - | - | ||
| 3,6 | 39,8 | 40,6 | 5,1 | - | - | - | - | |||||
| Пожарные краны ø=65 мм | ||||||||||||
| - | - | - | - | 2,6 | 8,8 | 8,9 | 3,4 | 7,8 | 8,3 | |||
| - | - | - | - | 2,9 | 11,2 | 11,4 | 5,1 | 11,4 | 11,7 | 12,1 | ||
| - | - | - | - | 3,3 | 14,3 | 14,6 | 4,6 | 14,3 | 14,7 | 15,1 | ||
| 2,6 | 19,8 | 19,9 | 20,7 | 3,7 | 18,3 | 18,6 | 5,2 | 18,2 | 19,9 | |||
| 2,8 | 23,1 | 23,3 | 4,2 | 23,3 | 23,5 | 5,7 | 21,8 | 22,4 | ||||
| 3,2 | 31,3 | 31,5 | 4,6 | 27,6 | 28,4 | 6,3 | 26,6 | 27,3 | ||||
| 3,2 | 31,3 | 31,5 | 4,6 | 27,6 | 28,4 | 6,3 | 26,6 | 27,3 | ||||
| 46,4 | 46,7 | 5,6 | 41,2 | 41,8 | 42,4 | 7,5 | 37,2 | 38,5 | 39,7 |
Удельный расход воды на внутреннее пожаротушение от стационарных установок qc принимают по табл.17.8.
Таблица 17.8. Удельный расход воды для расчета спринклерно-дренчерных установок вл•м-2•с-1
| Высота помещения, м | Группа зданий и помещений | |||
| до 10 | 0,08 | 0,12 | 0,24 | 0,30 |
| 10-12 | 0,09 | 0,13 | 0,26 | 0,33 |
| 12-14 | 0,10 | 0,14 | 0,29 | 0,36 |
| 14-16 | 0,11 | 0,16 | 0,31 | 0,39 |
| 16-18 | 0,12 | 0,17 | 0,34 | 0,42 |
| 18-20 | 0,13 | 0,18 | 0,36 | 0,45 |
Удельный расход воды для расчета спринклерно-дренчерных установок в складских помещениях 5-6 групп определяют по табл.17.9 в зависимости от высоты складирования Н, м.
Таблица 17.8. Удельный расход воды для расчета спринклерно-дренчерных установок в складских помещенияхл•м-2•с-1
| Номер группы | Высота складирования, м | ||||
| <1 | 1<Н<2 | 2<Н<3 | 3<Н<4 | 4<Н<5,5 | |
| 5-я группа | 0,08 | 0,16 | 0,24 | 0,32 | 0,40 |
| 6-я группа | 0,16 | 0,32 | 0,40 | 0,40 | - |
Площадь, защищаемую одним спринклером, в зданиях и помещениях 1-4 групп следует принимать 12 м2, в складских помещениях – 9 м2.
Количество спринклеров в помещениях определяют по формуле
(17.8)
где QС – расход воды на пожаротушение помещения спринклерной установки, л/с;
S – площадь, защищаемая одним спринклером, м2;
(17.9)
где Sу – площадь, защищаемая спринклерной установкой, м 2.
Задача. Определить расход воды и напор пожарного насоса на наружное и внутреннее пожаротушение при следующих данных: объем здания 42 тыс. м3, длина 150 м, ширина 14 м; высота 20 м; наибольшая длина противопожарного водопровода от пожарного насоса до наиболее удаленного пожарного крана 95 м, до гидранта – 110 м; категория здания по пожарной опасности В4, по огнестойкости – II.