Меню Рубрики

Установки водяного тушения пожаров

Автоматическое водяное пожаротушение

Водяное пожаротушение на сегодняшний день остается самым популярным и востребованным способом борьбы с внезапным возгоранием. Принцип действия – снижение уровня температуры за счет значительной теплоемкости воды.

Автоматическая установка водяного пожаротушения одно из наиболее распространенных устройств, пользующееся заслуженным доверием потребителей.

Такое оборудование устанавливают в местах массового скопления людей:

  1. офисы и жилые помещения;
  2. учебные аудитории;
  3. производственные цеха;
  4. общественные приемные;
  5. публичные места.

Популярность и востребованность, которой пользуются системы автоматического водяного пожаротушения основаны на низкой стоимости воды, как средства для тушения огня, и ее отличительных качествах.

Особенности воды, как средства тушения

Автоматическое водяное пожаротушение является самым распространенным средством ликвидации возгораний и отличается высокой эффективностью благодаря использованию в системе воды, которая отличается:

  • доступностью;
  • низкой стоимостью;
  • значительной скрытой теплотой испарения;
  • высокой теплоемкостью.

Не менее важным качеством воды можно назвать и химическую инертность по отношению к большей части легковоспламеняющихся материалов. Чтобы добиться повышения эффективности воды, разработаны и созданы специальные вспенивающие добавки, повышающие смачивающую способность и адгезию к объекту тушения.

Область применения

Существуют и определенные недостатки, которые не позволяют использовать водяное пожаротушение на объектах, оснащенных большим количеством электрооборудования. Это в первую очередь высокий уровень электропроводности среды и возможность порчи имущества из-за протекания. В соответствии с названными особенностями монтаж систем водяного пожаротушения возможен в таких помещениях:

  1. бизнес-центры;
  2. торговые залы;
  3. общественные приемные;
  4. спортивные комплексы;
  5. склады;
  6. стоянки;
  7. гаражи;
  8. больницы;
  9. детские дошкольные учреждения;
  10. учебные аудитории;
  11. офисы крупных компаний.

Не используется система водяного пожаротушения при ликвидации возгорания горючих жидкостей и электрических установок. Осложняет использование оборудование невозможность применить чистую воды при отрицательных температурах окружающей среды. Но для решения этой проблемы созданы разнообразные антифризные добавки.

Преимущества таких систем

Проектирование водяного пожаротушения осуществляется с учетом особенностей помещения и материалов, которые подвержены возгоранию. Водой тушится непосредственно огонь или горящее вещество.

Популярность и востребованность автоматических систем водяного пожаротушения основано на низкой стоимости самой воды, возможности быстро и качественно осуществить сборку оборудования, а также на множестве модификаций систем и настроек.

Для повышения результативности в воду можно вводить различные добавки, позволяющие применять установку в самых сложных ситуациях.

Установки водяного пожаротушения отличаются:

  • высокой экономичностью;
  • удобством и простотой эксплуатации;
  • доступной стоимостью;
  • простотой монтажа.

Главная отличительная черта этого оборудования – универсальность. Автоматическую систему водяного пожаротушения можно использовать как в пределах отдельного помещения, так и локально во всем здании.

Виды водяного пожаротушения

Различая по типу оросителей водяное пожаротушение ГОСТ Р 50680-94 определяет установки:

Спринклерные

Эти системы отличаются наличием в конструкции замка, чувствительного к изменениям температуры окружающей среды. Этот замок установлен на технологическом отверстии, предназначенном для поступления воды, и необходим для блокировки поступления жидкости из системы, в которую она закачана предварительно и находится под довольно высоким давлением.

Главным преимуществом этого оборудования является локальное тушение. Распылитель срабатывает только в той зоне, где порог разрешенной температуры окружающей среды был сильно превышен. Чтобы избежать подтопления и порчи имущества, компании предпочитают устанавливать спринклеры воздушные.

Дренчерные

Системы предназначены для обеспечения подачи воды по всей территории помещения сразу после поступления сигнала и срабатывания датчиков. В момент поступления сигнала происходит включение насосов и в трубы системы подается вода. Такая система не принадлежит к числу полностью автоматизированных.

Включения может осуществляться после срабатывания датчиков или вручную. С помощью такого оборудование можно создать полноценную завесу, препятствующую распространению огня. Наравне с водой в такой системе в качестве огнетушащего состава может быть использована как вода, так и пена.

Организуя водяное пожаротушение, оборудование, предназначенное для монтажа системы, собирают из многочисленных комплектующих, среди которых:

  1. насосы и распределительные установки;
  2. оросители и резервуары;
  3. распределительные трубопроводы и пульты управления;
  4. гидроаккумуляторы и оповещатели;
  5. дозаторы и побудительные устройства.

Установка водяного пожаротушения предусматривает сборку множества разнообразных узлов и деталей, оросители – один из самых важных компонентов системы. Тип этого устройства зависит от вида системы. Оросители могут быть спринклерными или дренчерными. Однако не менее популярны оросители, предназначенные для тонкого распыления. Они обеспечивают создание плотной водяной завесы, препятствующей распространению огня.

Как происходит проектирование?

Создавая водяное пожаротушение, нормы и правила необходимо соблюдать неукоснительно.

Все нормативная документация содержится в:

  • СП 5.13130. 2009 «Системы противопожарной защиты».
  • НПБ 88-01 «Установки пожаротушения и сигнализации».
  • СНиП 2.04.09-84 «Пожарная автоматика зданий и сооружений».

Существует определенный алгоритм, в соответствии с которым осуществляется расчет АУП. Первым делом требуется определить какой тип смеси для тушения пламени будет использован в созданной системе. Второй этап – выбор системы пожаротушения (спринклерная или дренчерная). Строго в соответствии с существующими нормативами устанавливают интенсивность, с которой будет осуществляться подача воды и тушение.

Следующий этап – определение наиболее удаленного оросителя и в соответствии с полученными данными выбор оптимального рабочего давления в системе. Отталкиваясь от типа выбранного оросителя, выбирают диаметр и трассировку труб системы.

Выполняют гидравлический расчет и получают данные о гидравлической мощности насосов. В тот момент, когда проектируется водяное пожаротушение, смета имеет огромное значение. В ней учитывают все финансовые расходы, объем предстоящих работ, необходимое количество материалов и величина трудовых и временных затрат.

Прежде чем начнется монтаж, автоматическая установка водяного пожаротушения должна быть с особой тщательностью проверена на наличие всех узлов и деталей, соответствие параметров отдельных комплектующих. Проектирование осуществляется при наличии полных данных о ближайших источниках воды, оросителях и трубопроводах. В ходе работы над проектом необходимо:

  1. Обосновать выбор типа оборудования.
  2. Получить полную характеристику источника водоснабжения.
  3. Уточнить размеры площади помещения и интенсивность подачи воды.
  4. Рассчитать и провести анализ данных о величине объема источника воды и возможную продолжительность процесса пожаротушения.
  5. Разработать точную схему установки оросителей и оповещателей.

Существуют определенные ограничения, при использовании пластиковых труб для сборки системы. В соответствии с особенностями материала, использованного для изготовления труб водопровода, в акте отражаются возможные ограничения по их эксплуатации. Только после этого можно приступать к выполнению гидравлического расчета и монтажу конструкции.

Особенности монтажа

Обеспечивая водяное пожаротушение, монтаж осуществляют в строгом порядке и в соответствии с существующими нормами и правилами. В первую очередь подготавливают площадку и заливают фундамент.

В соответствии с разметкой последовательно монтируют насосы и компрессорное оборудование:

  • В первую очередь устанавливается редуктор.
  • Далее выполняют центровку осей и подключают маслопроводы.
  • Окончательная фиксация оборудования и монтаж трубопровода.
  • Расстояние между точками фиксации труб не должно превышать 4 м.
  • Установка распылителей проводится в соответствии с требованиями технической документации, созданной для устройств того или иного типа.

Завершающий этап монтажа – испытание системы на функциональность. Монтаж водяного пожаротушения осуществляется в строгом соответствии с указанными в проектировочной документации техническими характеристиками оборудования и особенностями здания.

Важны не только размеры и площадь строения. Нужно принять во внимание сведения о горючести материалов, использованных при строительстве здания.

Заключение

Выполнение всех работ стоит доверить высококвалифицированным профессионалам, которые смогут обеспечить качественное выполнение монтажа, безопасность здания и находящихся в нем людей.

Видео: Спринклерная система

источник

Установки водяного пожаротушения

Вода — наиболее распространенное огнетушащее вещество (ОТВ), она обладает высокой удельной теплоемкостью и скрытой теплотой парообразования, химической инертностью к большинству веществ и материалов, низкой стоимостью и доступностью. Основные недостатки воды — высокая электропроводность, низкая смачивающая способность, недостаточная адгезия к объекту тушения. Следует также учитывать ущерб защищаемому объекту от применения воды.

Подача воды в виде компактной струи обеспечивает ее доставку на большое расстояние. Однако эффективность применения компактной струи невелика, т. к. основная масса воды не участвует в процессе тушения. В этом случае основной механизм тушения — охлаждение горючего, в отдельных случаях возможен срыв пламени.

Распыление воды существенно повышает эффективность тушения, однако возрастают затраты на получение водяных капель и их доставку к очагу горения. В нашей стране струю воды в зависимости от среднеарифметического диаметра капель подразделяют на распыленную (диаметр капель более 150 мкм) и тонкораспыленную (менее 150 мкм) [1]. Основной механизм тушения — охлаждение горючего, разбавление паров горючего водяным паром. Тонкораспыленная струя воды с диаметром капель менее 100 мкм способна, кроме того, эффективно охлаждать химическую зону реакции (пламя).

Применение раствора воды со смачивателями повышает проникающую (смачивающую) способность воды. Реже применяют добавки:
— водорастворимых полимеров для повышения адгезии к горящему объекту («вязкая вода»);
— полиоксиэтилена для повышения пропускной способности трубопроводов («скользкая вода», за рубежом «быстрая вода»);
— неорганических солей для повышения эффективности тушения;
— антифризов и солей для уменьшения температуры замерзания воды.

Воду нельзя применять для тушения веществ, интенсивно реагирующих с ней с выделением тепла, а также горючих, токсичных или коррозионно-активных газов. К таким веществам относятся многие металлы, металлоорганические соединения, карбиды и гидриды металлов, раскаленные уголь и железо.
Так, водопенные средства не применяют для тушения следующих материалов [2]:
— алюминийорганических соединений (реакция со взрывом);
— литийорганических соединений; азида свинца; карбидов щелочных металлов; гидридов ряда металлов — алюминия, магния, цинка; карбидов кальция, алюминия, бария (разложение с выделением горючих газов);
— гидросульфита натрия (самовозгорание);
— серной кислоты, термитов, хлорида титана (сильный экзотермический эффект);
— битума, перекиси натрия, жиров, масел, петролатума (усиление горения в результате выброса, разбрызгивания, вскипания).

Кроме того, нельзя использовать компактные струи воды для тушения пылей во избежании образования взрывоопасной среды. Следует учитывать, что при тушении нефти или нефтепродуктов водой может произойти выброс или разбрызгивание горящих продуктов [3].

2. СПРИНКЛЕРНЫЕ И ДРЕНЧЕРНЫЕ УСТАНОВКИ ПОЖАРОТУШЕНИЯ

2.1. Назначение и устройство установок

Установки водяного, пенного низкой кратности, а также водяного пожаротушения со смачивателем подразделяются на спринклерные и дренчерные [1].
Спринклерные установки предназначены для локального тушения пожаров и/или охлаждения строительных конструкций, дренчерные — для тушения пожара по всей расчетной площади, а также для создания водяных завес.
Указанные установки водяного пожаротушения распространены наиболее часто и составляют около половины общего количества УПТ. Они применяются для защиты различных складов, универмагов, помещений производства горячих натуральных и синтетических смол, пластмасс, резиновых технических изделий, кабельных каналов, гостиниц и др [1, 2, 4].
Спринклерные установки предпочтительно использовать для защиты помещений, в которых предполагается развитие пожара с интенсивным тепловыделением. Дренчерные установки орошают очаг загорания на защищаемом участке помещения по команде от технических средств обнаружения пожара. Это позволяет произвести ликвидацию загорания на ранней стадии и быстрее, чем спринклерными установками [2, 4].
Современные термины и определения применительно к водяным АУП приведены в НПБ 88-2001 и пособии [2].
Для пояснения устройства и работы спринклерной установки пожаротушения ее упрощенная принципиальная схема приведена на рис. 1.

Рис. 1. Принципиальная схема спринклерной установки пожаротушения.

Установка содержит водоисточник 14 (внешний водопровод), основной водопитетель (рабочий насос 15) и автоматический водопитатель 16. Последний представляет собой гидропневматический бак (гидропневмобак), который заполнен водой через трубопровод с задвижкой 11.
Для примера схема установки содержит две различные секции: водозаполненную секцию с узлом управления (УУ) 18 под давлением водопитателя 16 и воздушную секцию с УУ 7, трубопроводы питающий 2 и распределительный 1 которой заполнены сжатым воздухом. Воздух нагнетается компрессором 6 через обратный клапан 5 и клапан 4.
Включение спринклерной установки происходит автоматически при повышении температуры в защищаемом помещении до заданного предела. Пожарным извещателем является тепловой замок спринклерного оросителя (спринклера). Наличие замка обеспечивает герметизацию выходного отверстия оросителя. В первую очередь срабатывают спринклеры, расположенные над очагом пожара. При этом падает давление в распределительном 1 и питающем 2 трубопроводах, срабатывает соответствующий УУ и вода из автоматического водопитателя 16 по подводящему трубопроводу 9 подается на тушение через открывшиеся спринклеры.
Ручное включение спринклерной установки не осуществляется.
Сигнал о пожаре вырабатывается сигнальным прибором 8 УУ. Прибор управления 12 при получении сигнала включает рабочий насос 15, а при его отказе резервный насос 13. При выходе насоса на заданный режим работы автоматический водопитатель 16 отключается с помощью обратного клапана 10.
Дренчерная установка (рис. 2) содержит дополнительные устройства обнаружения пожара, т. к. дренчерные оросители не содержат теплового замка.

Рис. 2 Принципиальная схема дренчерной установки пожаротушения

Для автоматического включения используется побудительный трубопровод 16, который заполнен водой под давлением вспомогательного водопитателя 23 (для неотапливаемых помещений вместо воды применяют сжатый воздух). Для примера в первой секции к трубопроводу 16 подключены побудительно-пусковые клапаны 6, которые в исходном состоянии закрыты с помощью троса с тепловыми замками 7. Во второй секции к аналогичному трубопроводу 16 подключены распределительные трубопроводы с спринклерными оросителями.
Выходные отверстия дренчерных оросителей открыты, поэтому питающий 11 и распределительнные 9 трубопроводы заполнены атмосферным воздухом (сухотрубы). Подводящий трубопровод 17 заполнен водой под давлением вспомогательного водопитателя 23, который представляет собой гидропневмобак, заполненный водой и сжатым воздухом. Давление воздуха контролируется с помощью электроконтактного манометра 5. На данной схеме водоисточником установки выбран открытый водоем 21, забор воды из которого осуществляется насосами 22 или 19 через трубопровод с фильтром 20.
УУ 13 дренчерной установки содержит гидравлический привод, а также сигнализатор давления 14 типа СДУ.
Автоматическое включение установки производится в результате срабатывания спринклерных оросителей 10 или разрушения тепловых замков 7, падает давление в побудительном трубопроводе 16 и узле гидропривода УУ 13. Клапан УУ 13 открывается под давлением воды в подводящем трубопроводе 17. Вода поступает к дренчерным оросителям и орошает помещение, защищаемое секцией установки.
Ручной пуск дренчерной установки производится с помощью шарового крана 15.
Несанкционированное (ложное) срабатывание спринклерных и дренчерных установок может привести к подаче воды и нанесению ущерба защищаемому объекту при отсутствии пожара. На рис. 3 приведена упрощенная принципиальная схема спринклерной АУП, которая позволяет практически исключить опасность такой подачи воды.


Рис. 3 Принципиальная схема спринклерной установки пожаротушения

Установка содержит спринклерные оросители на распределительном трубопроводе 1, который в условиях эксплуатации заполнен сжатым воздухом до давления около 0,7 кгс/см 2 с помощью компрессора 3. Давление воздуха контролирует сигнализатор 4, который установлен перед обратным клапаном 7 с дренажным вентилем 10.
УУ установки содержит клапан 8 с запорным органом мембранного типа, сигнализатор давления или потока жидкости 9, а также задвижку 15. В условиях эксплуатации клапан 8 закрыт давлением воды, которая поступает в пусковой трубопровод клапана 8 от водоисточника 16 через открытый вентиль 13 и дроссель 12. Пусковой трубопровод соединен с краном ручного пуска 11 и с дренажным клапаном 6, оборудованным электрическим приводом. Установка содержит также технические средства (ТС) автоматической пожарной сигнализации (АПС) — пожарные извещатели и приемно-контрольный прибор 2, а также пусковой прибор 5.
Трубопровод между клапанами 7 и 8 заполнен воздухом с давлением, близким к атмосферному, что обеспечивает работоспособность запорного клапана 8 (main valve).
Нарушение герметичности распределительного трубопровода установки, например, вследствие механического повреждения трубопровода или теплового замка оросителя, не приведет к подаче воды, т. к. клапан 8 закрыт. При снижении давления в трубопроводе 1 до 0,35 кгс/см 2 сигнализатор 4 вырабатывает тревожный сигнал о неисправности (разгерметизации) распределительного трубопровода 1 установки.
Ложное срабатывание АПС также не приведет к подаче воды в защищаемое помещение. Управляющий сигнал от АПС с помощью электропривода откроет дренажный клапан 6 на пусковом трубопроводе запорного клапана 8, в результате чего последний откроется. Вода поступит в распределительный трубопровод 1, где остановится перед закрытыми тепловыми замками спринклерных оросителей.
При проектировании АУВП выбирают ТС АПС таким образом, чтобы они обладали меньшей инерционностью, чем спринклерные оросители. Поэтому в случае пожара ТС АПС срабатывают первыми и открывают запорный клапан 8. Вода поступает в трубопровод 1 и заполняет его. Поэтому к моменту открытия оросителя вследствие пожара вода находится перед оросителем, т. е. инерционность принятой схемы установки соответствует водозаполненной спринклерной УВП.
Следует отметить, что подача первого тревожного сигнала от АПС позволяет оперативно ликвидировать небольшие пожары первичными средствами пожаротушения (ручными огнетушителями и т. п.). При этом подачи воды также не произойдет, что является достоинством принятой схемы АУВП.
За рубежом указанные схемы спринклерных установок находят применение для защиты компьютерных комнат, хранилищ ценностей, библиотек, архивов, а также помещений с температурой воздуха ниже 5 °С. В нашей стране они применены для защиты государственной Публичной библиотеки в г. Москве.

Читайте также:  Установка и настройка apache ubuntu server

2.2. Состав технологической части спринклерных и дренчерных установок водяного пожаротушения

2.2.1. Источник водоснабжения
В качестве источника водоснабжения установок водяного пожаротушения применяют открытые водоемы, пожарные резервуары или водопроводы различного назначения.

2.2.2. Водопитатели

В соответствии с НПБ 88-2001 основной водопитатель обеспечивает работу установки пожаротушения с расчетным расходом и давлением воды (водного раствора) в течение нормируемого времени.
В качестве основного водопитателя может быть применен источник водоснабжения, если он гарантированно обеспечивает расчетный расход и давлением воды (водного раствора) в течение нормируемого времени. При недостаточных гидравлических параметрах источника водоснабжения применяют насосную установку, которую размещают в насосной станции.
Вспомогательный водопитатель автоматически обеспечивает давление в трубопроводах, необходимое для срабатывания узлов управления, а также расчетные расход и напор воды (водного раствора) до выхода на рабочий режим основного водопитателя. Обычно применяют гидропневматические баки (гидропневмобаки), которые оборудуют поплавковыми клапанами (либо управляемыми задвижками или затворами), предохранительными клапанами, манометрами, визуальными уровнемерами, датчиками уровня, трубопроводами для заполнения их водой и выпуска ее при тушении пожаров, а также устройствами для создания требуемого давления воздуха.
Автоматический водопитатель автоматически обеспечивает давление в трубопроводах, необходимое для срабатывания узлов управления. В качестве автоматического водопитателя могут быть использованы водопроводы различного назначения с необходимым гарантированным давлением, подпитывающий насос (жокей-насос) или гидропневмобак.

2.2.3. Узел управления (УУ) — это совокупность запорных и сигнальных устройств с ускорителями (замедлителями) их срабатывания, трубопроводной арматуры и измерительных приборов, расположенных между подводящим и питающим трубопроводами установок водяного (пенного) пожаротушения и предназначенных для их пуска и контроля за работоспособностью.

Узлы управления обеспечивают:
— подачу воды (пенных растворов) на тушение пожаров;
— заполнение питающих и распределительных трубопроводов водой;
— слив воды из питающих и распределительных трубопроводов;
— компенсацию утечек из гидравлической системы АУП;
— проверку сигнализации об их срабатывании;
— сигнализацию при срабатывании сигнального клапана;
— измерение давления до и после узла управления.

Согласно ГОСТ Р 51052-97[5] клапаны узлов управления подразделяют на спринклерные, дренчерные и спринклерно-дренчерные.
Максимальное давление рабочей среды составляет не менее 1,2 МПа, минимальное — не более 0,14 МПа.
Время срабатывания сигнализаторов давления и потока жидкости не превышает 2 с.

2.2.4. Трубопроводы

Трубопроводы установки подразделяют на подводящий (от основного водопитателя до УУ), питающий (от УУ до распределительного трубопровода) и распределительный (трубопровод с оросителями в пределах защищаемого помещения). Преимущественно применяют трубопроводы, изготовленные из стали. При соблюдении ряда ограничений возможно применение трубопровода из пластмассовых труб.

2.2.5. Оросители

2.2.5.1. Ороситель это устройство, предназначенное для тушения, локализации или блокирования пожара путем разбрызгивания или распыливания воды или водных растворов.
Подробная классификация оросителей приведена в работе [6]. Деление оросителей по наличию запорного устройства на спринклерные и дренчерные имеет важное значение для практического применения.
В отечественной практике дренчерный ороситель состоит из корпуса и специального элемента (чаще всего розетки), формирующего необходимое направление и структуру водяного потока. Выходное отверстие дренчерного оросителя открыто.
Спринклерный ороситель содержит дополнительное запорное устройство, которое герметично перекрывает выходное отверстие и вскрывается при срабатывании теплового замка. Последний состоит из термочувствительного элемента и запорного клапана.
Разрабатываются комбинированные спринклерные оросители, которые дополнительно содержат управляемый привод — его срабатывание от управляющего (обычно электрического) импульса приводит к открыванию теплового замка.
Блокирование пожара часто выполняют с применением оросителей, формирующих водяные завесы. Такие завесы предотвращают распространения пожара через оконные, дверные и технологические проемы, по пневмо- и массопроводам, за пределы защищаемых оборудования, зон или помещений, а также обеспечивают приемлемые условия эвакуации людей из горящих зданий.

2.2.5.2. Тепловой замок спринклерного оросителя срабатывает при достижении температуры, равной номинальной температуре срабатывания термочувствительного элемента.
В качестве термочувствительного элемента наряду с плавкими все чаще используются разрывные элементы — стеклянные термоколбы (рис. 4). Разрабатываются тепловые замки с упругим элементом, так называемым, элементом «памяти формы».

Рис. 4. Конструкция оросителя с термоколбой С.Д. Богословского:
1 – штуцер; 2 – дужки; 3 – розетка; 4 – прижимной винт; 5 – колпачок; 6 – термоколба; 7 – диафрагма

Тепловой замок с плавким термочувствительным элементом представляет собой рычажную систему, которая находится в равновесии при помощи двух металлических пластин, паянных внахлестку легкоплавким припоем. При температуре срабатывания припой теряет прочность, при этом рычажная система под воздействием давления в оросителе выходит из равновесия и освобождает клапан (рис. 5 ).

Рис. 5. Срабатывание спринклерного оросителя

Недостатком плавкого термочувствительного элемента является подверженность припоя коррозии, что приводит к изменению (увеличению) температуры срабатывания. Припой при этом становится хрупким и ломким (особенно в условиях вибрации), вследствие чего возможно произвольное вскрытие оросителя.
Оросители с термоколбами более стойки к внешним воздействиям, эстетичны и технологичны в изготовлении. Современные термоколбы представляют собой стеклянные тонкостенные герметично запаянные ампулы, заполненные специальной термочувствительной жидкостью, например, метилкарбитолом с высоким температурным коэффициентом расширения [6]. При нагреве за счет энергичного расширения жидкости давление в термоколбе повышается, и при достижении предельного значения термоколба разрушается на мелкие частички.
Вскрытие термоколбы происходит со взрывным эффектом, поэтому даже возможные отложения на термоколбе в процессе ее эксплуатации не могут помешать ее разрушению.
Надежность термоколб не зависит от того, насколько долго и часто они подвергались действию температуры, близкой к номинальной температуре срабатывания.
Оросители с термоколбами легко поддаются контролю целостности теплового замка: так как жидкость, заполняющая термоколбу, не окрашивает стеклянных стенок, то при наличии трещин на термоколбе и утечки жидкости такой спринклерный ороситель легко идентифицируется как неисправный.
Высокая механическая прочность термоколб делает не критическим для оросителей воздействие вибраций или резких колебаний давления в водопроводной сети.
В настоящее время в качестве термочувствительных элементов тепловых замков спринклерных оросителей с разрывными элементами широкое применение нашли термоколбы фирмы «Job GmbН» типа G8, G5, F5, F4, F3, F 2.5 и F1.5, фирмы «Day-Impex Lim» типа DI 817, DI 933, DI 937, DI 950, DI 984 и DI 941, фирмы Geissler типа G и фирмы «Norbert Job» типа Norbulb. Имеются сведения об освоении выпуска термоколб в России и фирмой «Grinnell» (США).
В зависимости от тепловой инерционности срабатывания зарубежные изготовители условно разделяют термоколбы на три зоны.
Зона I — это термоколбы типа Job G8 и Job G5 для работы в обычных условиях.
Зона II — это термоколбы типа F5 и F4 для оросителей, размещенных в нишах или скрытно.
Зона III — это термоколбы типа F3 для спринклерных оросителей в жилых помещениях, а также в оросителях с увеличенной площадью орошения; термоколбы F2.5; F2 и F1.5 — для оросителей, время срабатывания которых должно быть минимальным по условиям применения (например, в оросителях с тонкодисперсным распыливанием, с повышенной площадью орошения и оросителях, предназначенных для использования в установках предупреждения взрывов 7). Такие оросители, как правило, маркируют литерами FR (Fast Response).
Примечание: цифра после буквы F обычно соответствует диаметру термоколбы в мм.

2.2.5.3. Основными нормативными документами, регламентирующими применение, технические требования и методы испытаний оросителей, являются ГОСТ Р 51043-97[8] , НПБ 87-2000[9], НПБ 88-2001[1] и НПБ 68-98 [10], а также в НТД [11, 12].
Структура обозначения и маркировка оросителей в соответствии с ГОСТ Р 51043-97 [8] приведена ниже.
Примечание: Для дренчерных оросителей поз. 6 и 7 не указывают.

К основным гидравлическим параметрам оросителей относят расход, коэффициент производительности, интенсивность орошения или удельный расход, а также площадь орошения (или ширина защищаемой зоны — длина завесы), в пределах которых обеспечиваются декларируемые интенсивность орошения (или удельный расход) и равномерность орошения.
Основные требования ГОСТ Р 51043-97 [8] и НПБ 87-2000 [9], которым должны удовлетворять оросители общего назначения, представлены в табл. 1.

Таблица 1. Основные технические параметры оросителей общего назначения

Условный диаметр выходного отверстия, мм

Наружная присоединительная резьба R

Минимальное рабочее давление перед оросителем, МПа

Защищаемая площадь, м 2 , не менее

Средняя интенсивность орошения, л/(с·м 2 ), не менее

Примечания:
(текст) — редакция по проекту ГОСТ Р [11].
1. Указанные параметры (защищаемая площадь, средняя интенсивность орошения) приведены при установке оросителей на высоте 2,5 м от уровня пола.
2. Для оросителей монтажного расположения В, Н, У площадь, защищаемая одним оросителем, должна иметь форму круга, а для расположения Г, Гв, Гн, Гу — форму прямоугольника размером не менее 4х3 м.
3. Для оросителей, имеющих выходное отверстие, форма которого отличается от формы круга, и максимальный линейный размер, превышающий 15 мм, а также для оросителей, предназначенных для пневмо- и массопроводов, и оросителей специального назначения размер наружной присоединительной резьбы не регламентируется.

Под защищаемой площадью орошения здесь подразумевается площадь, средняя интенсивность (или удельный расход) и равномерность орошения которой не менее нормативной или установленной в ТД.
Наличие теплового замка приводит к появлению дополнительных требований для спринклерного оросителя в части времени и температуры срабатывания. Различают:

номинальную температуру срабатывания — температура срабатывания, указанная в стандарте или в технической документации на данный вид изделия и на спринклерном оросителе;
номинальное время срабатывания — значение времени срабатывания спринклерного оросителя или оросителя с управляемым приводом, указанное в технической документации на данный вид изделия;
условное время срабатывания — время с момента помещения спринклерного оросителя в термостат с температурой, превышающей номинальную температуру срабатывания на 30 °С, до срабатывания теплового замка спринклерного оросителя.

Номинальная температура, условное время срабатывания и цветовая маркировка спринклерных оросителей по ГОСТ Р 51043-97 [8], НПБ 87-2000 [9] и планируемому ГОСТ Р [11] представлены в табл. 2.

Таблица 2. Номинальная температура, условное время срабатывания и цветовая маркировка спринклерных оросителей

Условное время срабатывания, с, не более

Маркировочный цвет жидкости в стеклянной термоколбе (разрывном термочувствительном элементе) или дужек оросителя (при плавком и упругом термочувствительном элементе)

Примечания:
1. При номинальной температуре срабатывания теплового замка от 57 по 72 °С дужки оросителей допускается не окрашивать.
2. При использовании в качестве термочувствительного элемента термоколбы дужки оросителя допускается не окрашивать.
3. «*» — только у оросителей с плавким термочувствительным элементом.
4. «#» — оросители как с плавким, так и разрывным термочувствительным элементом (термоколбой).
5. Не помеченные знаками «*» и «#» значения номинальной температуры срабатывания — термочувствительным элементом является термоколба.
6. В ГОСТ Р 51043-97 отсутствуют номиналы температур 74* и 100* °С.

2.2.5.4. Для создания водяных завес используют оросители общего назначения или специальные оросители. Наиболее часто применяют дренчерные оросители, т. е. конструкции оросителей без теплового замка [6].
В отечественной практике основные требования к оросителям, формирующим объемные и контактные завесы, изложены в НПБ 87-2000 [9].
В главе 9.4. Завесы содержатся общие сведения об особенностях проектирования и монтажа установок для водяных завес. Более подробно указанный вопрос рассмотрен в пособии [6].

2.2.5.5. Для ликвидации пожаров с высокой интенсивностью тепловыделения, например, в больших и высотных складах пластмассовых материалов, эффективность обычных оросителей оказалась недостаточной, т.к. сравнительно мелкие капли воды уносятся мощными конвективными потоками пожара. Для тушения таких пожаров в 1960-х годах за рубежом был применен спринклерный ороситель с отверстием 17/32″; после 1980-х — оросители со сверхбольшим отверстием (ELO), ESFR и «больших капель». Они производят капли воды, которые способны проникать сквозь мощный восходящий конвективный поток, образующийся при серьезном пожаре в складском помещении. За рубежом спринклерные оросители «больших капель» используют для защиты упакованной в картон пластмассы или вспененной пластмассы на высоте порядка 6 м (кроме воспламеняющихся аэрозолей). Применение дополнительных внутристеллажных спринклеров может заметно увеличить указанную высоту складирования горючих материалов.
Дополнительное достоинство оросителя типа «ELO» заключается в том, что его работоспособность обеспечивается при более низких давлениях воды. Для многих водоисточников такое давление может быть получено без применения насоса-повысителя, что заметно снижает стоимость АУП.
Ороситель типа ESFR разработаны для того, чтобы быстро реагировать на развитие огня и орошать источник пожара интенсивным потоком воды. Зарубежные исследования показывают, что для тушения модельного пожара требуется срабатывание меньшего количества оросителей типа ESFR, поэтому общее количество поданной воды и, следовательно, возможный ущерб от нее, уменьшаются. Зарубежные авторы рекомендуют применять ороситель типа ESFR для защиты любой продукции, включая упакованные в картон или неупакованные невспененные пластмассовые материалы, складируемые на высоте до 10,7 м в помещениях высотой 12,2 м. Они способны защитить упакованную в картон вспененную пластмассу на высоте до 7,6 м в помещениях высотой до 12,2 м.

Читайте также:  Установка креплений fischer rc4

2.2.5.6. Современные интерьеры офисных и культурно-зрелищных зданий и сооружений часто оформляют подвесными потолками или навесными стеновыми панелями. Для таких случаев за рубежом разработана широкая гамма спринклерных оросителей специальной конструкции.

По виду монтажа такие оросители подразделяют на [6]:
углубленные — оросители, у которых корпус или дужки частично находятся в углублении подвесного потолка или стеновой панели;
потайные — оросители, у которых корпус, дужки и частично термочувствительный элемент находятся в углублении подвесного потолка или стеновой панели;
скрытые — потайные оросители, скрытые декоративной крышкой.

В качестве теплового замка используют как термоколбы, так и плавкие элементы. Пример конструкции и срабатывания такого оросителя приведен на рис. 6. После срабатывания крышки розетка оросителя под собственным весом и воздействием струи воды из оросителя по двум направляющим опускается вниз на такое расстояние, чтобы углубление в потолке, в котором смонтирован ороситель, не влияло на характер распыла воды.


Рис. 6. Спринклерные оросители для монтажа в подвесных потолках.

Температура плавления спая декоративной крышки, как правило, ниже температуры срабатывания собственно оросителя на один разряд.
Это условие необходимо, чтобы существенно не завышать время срабатывания АУП. Действительно, при ложном срабатывании декоративной крышки подача воды из оросителя исключается. Однако в реальных условиях пожара декоративная крышка сработает заблаговременно и не будет препятствовать поступлению теплового потока к тепловому замку оросителя.

2.3. Проектирование спринклерных и дренчерных установок водяного пожаротушения

Подробно вопросы проектирования водопенных АУП рассмотрены в учебном пособии [2]. В пособии показаны особенности проектирования как традиционных спринклерных и дренчерных водопенных АУП, так и установок пожаротушения тонкораспыленной (распыленной) водой, АУП для защиты стационарных высотных стеллажных складов, модульных и роботизированных установок. Показаны правила гидравлического расчета АУП, приведены примеры.
Подробно рассмотрены основные положения действующей отечественной НТД в указанной области. Особое внимание уделено изложению правил разработки технического задания на проектирование, сформулированы основные положения по согласованию и утверждению этого задания.
Содержание и порядок оформления рабочего проекта, в том числе пояснительной записки, также детально рассмотрены в пособии [2].
В упрощенном виде алгоритм проектирования традиционной установки водяного пожаротушения, составленный на основе данных пособия [2], приведен ниже.

1. По данным НПБ 88-2001 [1] устанавливают группу помещения (производства или технологического процесса) в зависимости от его функционального назначения и пожарной нагрузки сгораемых материалов.
Выбирают ОТВ, для чего устанавливают эффективность тушения горючих материалов, сосредоточенных в защищаемых объектах, водой, водным или пенным раствором по данным НПБ 88-2001 (гл. 4), а также [2, 4]. Проверяют совместимость материалов в защищаемом помещении с выбранным ОТВ — отсутствие возможных химических реакций с ОТВ, сопровождающихся взрывом, сильным экзотермическим эффектом, самовозгоранием и т.п.

2. С учетом пожароопасности (скорость распространения пламени) выбирают вид установки пожаротушения — спринклерная, дренчерная или АУП тонкораспыленной (распыленной) водой.
Автоматическое включение дренчерных установок осуществляют по сигналам от установок пожарной сигнализации, побудительной системы с тепловыми замками или спринкленными оросителями, а также от датчиков технологического оборудования. Привод дренчерных установок может быть электрический, гидравлический, пневматический, механический или комбинированный.

3. Для спринклерной АУП в зависимости от температуры эксплуатации устанавливают тип установки – водозаполненная (5°С и выше) или воздушная. Следует отметить, что в НПБ 88-2001 применение водовоздушных АУП не предусмотрено.

4. По данным гл. 4 НПБ 88-2001 принимают интенсивность орошения и площадь, защищаемую одним оросителем, площадь для расчета расхода воды и расчетное время работы установки.
Если используется вода с добавкой смачивателя на основе пенообразователя общего назначения, то интенсивность орошения принимают в 1,5 раза меньше, чем для водяных АУП.

5. По паспортным данным оросителя с учетом коэффициента полезного использования расходуемой воды устанавливают давление, которое необходимо обеспечить у «диктующего» оросителя (наиболее удаленного или высоко расположенного), и расстояние между оросителями (с учетом гл. 4 НПБ 88-2001).

6. Расчетный расход воды в спринклерных установках определяют из условия одновременной работы всех спринклерных оросителей на защищаемой площади (см. табл. 1 гл. 4 НПБ 88-2001, [2, 6]), с учетом коэффициента полезного использования расходуемой воды и того обстоятельства, что расход оросителей, установленных вдоль распределительных труб, возрастает по мере удаления от «диктующего» оросителя.
Расход воды для дренчерных установок рассчитывают из условия одновременной работы всех дренчерных оросителей в защищаемом складском помещении (5, 6 и 7-я группы объекта защиты) [2]. Площадь помещений 1, 2, 3 и 4-й групп для определения расхода воды и числа одновременно работающих секций находят в зависимости от технологических данных, а при их отсутствии — по данным [2].

7. Для помещений складов (5, 6 и 7-я группы объекта защиты по НПБ 88-2001) интенсивность орошения зависит от высоты складирования материалов.
Для зоны приемки, упаковки и отправки грузов в складских помещениях высотой от 10 до 20 м с высотным стеллажным хранением значения интенсивности и защищаемой площади для расчета расхода воды, раствора пенообразователя по группам 5, 6 и 7, приведенные в НПБ 88-2001 и [1, 2], увеличивают из расчета 10 % на каждые 2 м высоты.
Общий расход воды на внутреннее пожаротушение высотных стеллажных складов принимают по наибольшему суммарному расходу в зоне стеллажного хранения или в зоне приемки, упаковки, комплектации и отправки грузов.
При этом учитывают, что объемно-планировочные и конструктивные решения складов должны соответствовать СНиП 2.09.02-85 и СНиП 2.11.01-85, стеллажи оборудуют горизонтальными экранами и т.п.

8. Исходя из расчетного расхода воды и продолжительности тушения пожара вычисляют расчетное количество воды. Определяют вместимость пожарных резервуаров (водоемов), при этом учитывают возможность автоматического пополнения водой в течение всего времени тушения пожара.
Расчетное количество воды хранят в резервуарах различного назначения, если предусмотрены устройства, не допускающие расход указанного объема воды на другие нужды.
Количество пожарных резервуаров (водоемов) должно быть не менее двух. При этом в каждом из них хранят 50 % объема воды для пожаротушения, а подача воды в любую точку пожара обеспечивают из двух соседних резервуаров (водоемов).
При расчетном объеме воды до 1000 м 3 допускается хранить воду в одном резервуаре.
К пожарным резервуарам, водоемам и проемным колодцам обеспечивают свободный проезд пожарных машин с облегченным усовершенствованным покрытием дорог. Места расположения пожарных резервуаров (водоемов) отмечают указателями по ГОСТ 12.4.009-83.

9. В соответствии с выбранным типом оросителя, его расходом, интенсивностью орошения и защищаемой им площадью разрабатывают планы размещения оросителей и вариант трассировки трубопроводной сети. Для наглядности изображают (необязательно в масштабе) аксонометрическую схему трубопроводной сети.
При этом учитывают следующее:
9.1. В пределах одного защищаемого помещения устанавливают однотипные оросители с одинаковым диаметром выходного отверстия.
Расстояние между спринклерными оросителями или тепловыми замками в побудительной системе определено НПБ 88-2001. В зависимости от группы помещения оно составляет 3 или 4 м. Исключением являются оросители под балочным перекрытием с выступающими частями более 0,32 м (при классе пожарной опасности перекрытия (покрытия) К0 и К1) или 0,2 м (в остальных случаях). В этих случаях оросители устанавливают между выступающими элементами перекрытия с учетом обеспечения равномерности орошения пола.
Кроме того, следует устанавливать дополнительные спринклерные оросители или дренчерные оросители с побудительной системой под преграды (технологические площадки, короба и т. п.) шириной или диаметром более 0,75 м, расположенные на высоте более 0,7 м от пола.
Лучшие результаты по быстродействию срабатывания получаются при размещении площади дужек оросителя перпендикулярно воздушному потоку; при ином размещении оросителя за счет экранирования термоколбы дужками от воздушного потока время срабатывания возрастает [6].
Оросители размещают так, чтобы поток воды сработавшего оросителя не воздействовал непосредственно на смежные оросители. Минимальное расстояние между оросителями под гладким перекрытием — 1,5 м.
Расстояние между спринклерными оросителями и стенами (перегородками) не должно превышать половины расстояния между оросителями и зависит от уклона покрытия, а также класса пожарной опасности стены или покрытия.
Расстояние от плоскости перекрытия (покрытия) до розетки спринклерного оросителя или теплового замка тросовой побудительной системы должно составлять 0,08…0,4 м, а до отражателя оросителя, установленного горизонтально относительно своей оси типа — 0,07…0,15 м.
Размещение оросителей для подвесных потолков — в соответствии с ТД на данный вид оросителя.
Дренчерные оросители размещают с учетом их технических характеристик и карт орошения для обеспечения равномерности орошения защищаемой площади.
Спринклерные оросители в водозаполненных установках устанавливают розетками вверх или вниз, в воздушных — розетками только вверх. Оросители с горизонтальным расположением отражателя применяют в любом варианте спринклерной установки.
При опасности механического повреждения оросители защищают кожухами. Конструкцию кожуха выбирают так, чтобы исключить уменьшение площади и интенсивности орошения ниже нормативных значений.
Особенности размещения оросителей для получения водяных завес подробно описаны в пособиях [2, 6].
9.2. Трубопроводы проектируют из стальных труб: по ГОСТ 10704-91 [13] — со сварными и фланцевыми соединениями, по ГОСТ 3262-75 [14] — со сварными, фланцевыми, резьбовыми соединениями, а также по ГОСТ Р 51737-2001 [15] — с разъемными трубопроводными муфтами только для водозаполненных спринклерных установок для труб диаметром не более 200 мм.
Подводящие трубопроводы разрешено проектировать тупиковыми, если установка содержит до трех узлов управления и длина наружного тупикового водопровода не превышает 200 м. В остальных случаях подводящие трубопроводы должны быть кольцевыми и разделяться на участки задвижками из расчета не более трех узлов управления на участке.
Питающие трубопроводы проектируют как кольцевыми, так и тупиковыми в зависимости от конфигурации помещения, формы перекрытия (покрытия), наличия колонн и световых фонарей и других факторов.
Тупиковые и кольцевые питающие трубопроводы оборудуют промывочными задвижками, затворами или кранами с диаметром условного прохода не менее 50 мм. Такие запорные устройства снабжают заглушками и устанавливают в конце тупикового трубопровода или в наиболее удаленном от узла управления месте — для кольцевых трубопроводов.
Задвижки или затворы, монтируемые на кольцевых трубопроводах, должны пропускать воду в обоих направлениях. Наличие и назначение запорной арматуры на питающих и распределительных трубопроводах регламентировано НПБ 88-2001.
На одной ветви распределительного трубопровода установок, как правило, следует устанавливать не более шести оросителей с диаметром выходного отверстия до 12 мм включительно и не более четырех оросителей с диаметром выходного отверстия более 12 мм.
В дренчерных АУП питающие и распределительные трубопроводы допускается заполнять водой или водным раствором до отметки наиболее низко расположенного оросителя в данной секции. При наличии специальных колпачков или заглушек на дренчерных оросителях трубопроводы могут быть заполнены полностью. Такие колпачки (заглушки) должны освобождать выходное отверстие оросителей под давлением воды (водного раствора) при срабатывании АУП.
Следует предусматривать теплоизоляцию водозаполненных трубопроводов, проложенных в местах их возможного замерзания, например, над воротами или дверными проемами. При необходимости предусматривают дополнительные устройства для спуска воды.
В ряде случаев допускается подключать к питающим трубопроводам внутренние пожарные краны с ручными стволами и дренчерные оросители с побудительной системой включения, а к питающим и распределительным трубопроводам — дренчерные завесы для орошения дверных и технологических проемов.
Согласно [2] проектирование трубопроводов из пластмассовых труб имеет ряд особенностей. Такие трубопроводы проектируют только для водозаполненных АУП по техническим условиям, разработанным для конкретного объекта и согласованным с ГУГПС МЧС России. Предварительно трубы проходят испытания в ФГУ ВНИИПО МЧС России.
В качестве примера в пособии [2] приведены трубы и соединительные детали, изготовленные из полипропилена «Рандом сополимер» (товарное название PPRC) на номинальное давление 2 МПа.
Выбирают пластмассовые трубопроводы со сроком службы в установках пожаротушения не менее 20 лет. Применяют трубы только в помещениях категорий В, Г и Д, причем в установках наружного пожаротушения их использование запрещено. Проводку пластмассовых труб предусматривают как открытую, так и скрытую (в пространстве фальшпотолков). Трубы прокладывают в помещениях с диапазоном температур от 5 до 50 °С, расстояния от трубопроводов до источников тепла ограничены. Внутрицеховые трубопроводы на стенах зданий располагают на 0,5 м выше или ниже оконных проемов.
Внутрицеховые трубопроводы из пластмассовых труб запрещено прокладывать транзитом через административные, бытовые и хозяйственные помещения, распределительные устройства, помещения электроустановок, щиты системы контроля и автоматики, вентиляционные камеры, тепловые пункты, лестничные клетки, коридоры и т. п.
На ветвях распределительных пластмассовых трубопроводов применяют спринклерные оросители с температурой срабатывания не более 68 °С. При этом в помещениях категорий В1 и В2 диаметр разрывных колб оросителей не превышает 3 мм, для помещений категорий В3 и В4 — 5 мм.
При открытой установке спринклерных оросителей расстояние между ними не превышает 3 м (или 2,5 м для настенных спринклерных оросителей).
При скрытой установке спринклерных оросителей пластмассовые трубопроводы закрывают потолочными панелями (с огнестойкостью не менее EI 15).
Рабочее давление трубопровода из пластмассовых труб должно быть не менее 1,0 МПа [2].
9.3. Разделяют трубопроводную сеть на секции. Согласно [2] секция пожаротушения — это совокупность питающих и распределительных трубопроводов с размещенными на них оросителями, подсоединенными к одному общему узлу управления (УУ).
Количество оросителей всех типов в одной секции спринклерной установки не должно превышать 800, а общая вместимость трубопроводов (только для воздушной спринклерной установки) — 3,0 м 3 . Вместимость трубопровода может быть увеличена до 4,0 м 3 при использовании УУ с акселератором или эксгаустером.
Для исключения ложных сигналов о срабатывании применяют камеру задержки перед сигнализатором давления УУ спринклерной установки.
При защите нескольких помещений или этажей здания одной спринклерной секцией для выдачи сигнала, уточняющего адрес загорания, а также включения систем оповещения и дымоудаления допускается устанавливать на питающих трубопроводах, исключая кольцевые, сигнализаторы потока жидкости. Перед сигнализатором потока жидкости устанавливают запорную арматуру, указанную в НПБ 88-2001.
Сигнализатор потока жидкости можно применить в качестве сигнального клапана в водозаполненной спринклерной установке, если за ним установлен обратный клапан [2].
Секция спринклерной установки с 12 и более пожарными кранами должна иметь два ввода.

Читайте также:  Установка пускового конденсатора на компрессор

10. Проводят гидравлический расчет.
Гидравлический расчет противопожарного водопровода АУП сводится к решению трех основных задач [2, 6]:
а) определение давления на входе в противопожарный водопровод (на оси выходного патрубка насоса или иного водопитателя), если заданы расчетный расход воды, схема трассировки трубопроводов, их длина и диаметр, а также тип арматуры. В данном случае расчет начинается с определения потерь давления при движении воды (при заданном расчетном расходе) и заканчивается расчет выбором марки насоса (или другого вида водопитателя).
б) определение расхода воды по заданному давлению в начале противопожарного трубопровода. Расчет начинается с определения гидравлических сопротивлений всех элементов трубопровода и заканчивается установлением расчетного расхода воды в зависимости от заданного давления в начале противопожарного водопровода.
в) определение диаметров трубопроводов и других элементов противопожарного трубопровода по расчетному расходу воды и давлению в начале противопожарного трубопровода. Диаметры арматуры противопожарного водопровода выбирают исходя из заданного расхода воды и потерь давления по длине трубопровода и на используемой арматуре.

Неверно выполненный гидравлический расчет — это одна из самых распространенных ошибок при проектировании АУВПТ. Определяя фактический расход воды, проектировщики либо принимают минимально требуемый расход за расчетный, либо прекращают расчет при достижении значения необходимого количества огнетушащего вещества. Такая ошибка приводит к тому, что не обеспечивается орошение всей нормативной расчетной площади с требуемой интенсивностью, так как система не учитывает фактическую работу оросителей на расчетной площади. Вследствие этого неверно определяются диаметры магистрального и подающего трубопроводов и неправильно подбираются насосы, а также типы узлов управления.

Причиной неэффективного тушения пожара нередко является неправильный расчет распределительных сетей АУП (недостаточный расход воды). Основная задача такого расчета — определение расхода через каждый ороситель и диаметра различных участков трубопровода. Последние выбирают исходя из расчетного значения расхода и потерь давления по длине трубопровода [16 — 18]. При этом должна обеспечиваться нормативная интенсивность орошения каждого защищаемого участка.
В пособиях [2, 6] рассмотрены варианты определения необходимого давления у оросителя при заданной интенсивности орошения. При этом учитывается, что при изменении давления перед оросителем площадь орошения может оставаться неизменной, увеличиваться или уменьшаться.
В общем случае [2] требуемое давление в начале установки (после пожарного насоса) складывается из следующих составляющих (рис. 7):

где Рг — потери давления на горизонтальном участке трубопровода АБ;
Рв — 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 клапане, задвижках, затворах);
Ро — давление у «диктующего» оросителя;
Z — геометрическая высота «диктующего» оросителя над осью насоса.


Рис. 7. Расчетная схема установки водяного пожаротушения:
1 – водопитатель;
2 – ороситель;
3 – узлы 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 клапане, задвижках, затворах);
Ро – давление у “диктующего” оросителя;
Z – геометрическая высота “диктующего” оросителя над осью насоса

Максимальное давление в трубопроводах установок водяного и пенного пожаротушения – не более 1,0МПа.
Гидравлические потери давления P в трубопроводах [2, 6] определяют по формуле:

где l — длина трубопровода, м; k — потери давления на единицу длины трубопровода (гидравлический уклон), Q — расход воды, л/с.
Гидравлический уклон определяют из выражения:

где А — удельное сопротивление, зависящее от диаметра и шероховатости стенок, x 10 6 м 6 /с 2 ; K m — удельная характеристика трубопровода, м 6 /с 2 .
Как показывает опыт эксплуатации, характер изменения шероховатости труб зависит от состава воды, растворенного в ней воздуха, режима эксплуатации, срока службы и т. п.
Значение удельного сопротивления и удельная гидравлическая характеристика трубопроводов для труб различного диаметра приведены в [6].
Расчетный расход воды (раствора пенообразователя) q, л/с, через ороситель (генератор пены):

где K — коэффициент производительности оросителя (генератора пены) в соответствии с ТД на изделие; Р — давление перед оросителем (генератором пены), МПа.
Коэффициент производительности К (в зарубежной литературе синоним коэффициента производительности-«К-фактор») является совокупным комплексом, зависящим от коэффициента расхода и площади выходного отверстия [6]:

где K — коэффициент расхода; F — площадь выходного отверстия; q — ускорение свободного падения.
В практике гидравлического проектирования водяных и пенных АУП расчет коэффициента производительности обычно осуществляют из выражения:

где Q — расход воды или раствора через ороситель; Р — давление перед оросителем.
Зависимости между коэффициентами производительности выражаются следующим приближенным выражением [6]:

Поэтому при гидравлических расчетах по НПБ 88-2001 [1] значение коэффициента производительности в соответствии с международным и национальными стандартами необходимо принимать равным [6]:

Однако необходимо учитывать, что не вся диспергируемая вода поступает непосредственно в защищаемую зону.

Рис. 8. Схема, характеризующая распределение интенсивности орошения из оросителя с вертикальной подачей огнетушащего вещества

На рис. 8 приведена эпюра орошения оросителем защищаемой площади. На площади круга радиусом Ri обеспечивается требуемое или нормативное значение интенсивности орошения, а на площадь круга радиусом Rорош распределяется все огнетушащее вещество, диспергируемое оросителем.
Взаимную расстановку оросителей можно представить двумя схемами: в шахматном или квадратном порядке (рис. 9).
Оросители необходимо размещать таким образом, чтобы обеспечить наиболее эффективное орошение защищаемой зоны.


Рис. 9. Способы взаимной расстановки оросителей:
а – шахматный; б – квадратный

Способы взаимной расстановки оросителей

Если линейные размеры защищаемой зоны кратны радиусу Ri или остаток больше 0,5 Ri, и практически весь расход оросителя приходится на защищаемую зону, то при равном количестве оросителей и при одинаковой защищаемой площади наиболее выгодно размещение оросителей в рядках в шахматном порядке.
В этом случае конфигурация расчетной площади представляет собой вписанный в окружность шестиугольник, в наибольшей степени приближающийся по форме к орошаемой оросителями площади круга. При этом достигается более интенсивное орошение боковых сторон. Однако при квадратном расположении оросителей увеличивается зона взаимного действия оросителей.
Согласно НПБ 88-2001 [1] расстояние между оросителями зависит от групп защищаемых помещений и составляет для одних групп не более 4 м, для других — не более 3 м.
Рассмотрим одновременную подачу ОТВ всеми однотипными традиционными розеточными оросителями, смонтированными в пределах рассматриваемого распределительного трубопровода. При этом интенсивность орошения неравномерна, причем, как правило, у оросителей на периферии трубопровода интенсивность орошения минимальна.
На практике возможны три схемы компоновки оросителей на распределительном трубопроводе: симметричная, симметричная закольцованная и несимметричная (рис. 10). На рис. 10, а приведена симметричная схема расположения оросителей на распределительном трубопроводе — секция А.
В технической литературе распределительный трубопровод называют рядком (например, трубопровод СD), а распределительный трубопровод, начинающийся от питающего трубопровода до конечного оросителя, — ветвью.
Для каждой секции пожаротушения определяют наиболее удаленную или высокорасположенную защищаемую зону, и гидравлический расчет проводят именно для этой зоны. Давление Р 1 у «диктующего» оросителя 1, расположенного дальше и выше остальных, должно быть не менее:

где q — расход через ороситель; К — коэффициент производительности; Р мин раб — минимальное допустимое давление для данного типа оросителя.

Расход первого оросителя 1 является расчетным значением Q 1-2 на участке l 1-2 между первым и вторым оросителем. Потери давления Р 1-2 на участке l 1-2 определяют по формуле:

где Кт — удельная характеристика трубопровода.

Рис. 10. Расчетная схема спринклерной или дренчерной секции пожаротушения:
А – секция с симметричным расположением оросителей;
Б – секция с несимметричным расположением оросителей;
В – секция с закольцованным питающим трубопроводом;
I, II, III – рядки распределительного трубопровода;
а, b…јn, m – узловые расчетные точки

Следовательно, давление у оросителя 2:

Расход оросителя 2 составит

Расчетный расход на участке между вторым оросителем и точкой «а», т. е. на участке «2-а» будет равен

Диаметр трубопровода d, м, определяют по формуле:

где Q — расход воды, м 3 /с; ?? — скорость движения воды, м/с.

Скорость движения воды в трубопроводах водяных и пенных АУП не должна превышать 10 м/с.
Диаметр трубопровода выражают в миллиметрах и увеличивают до ближайшего значения, указанного в НД[(13 — 15].
По расходу воды Q2-а определяют потери напора на участке «2-а»:

Напор в точке «а» равен Таким образом, для левой ветви I рядка секции А необходимо обеспечить расход Q2-а при давлении Ра. Правая ветвь рядка симметрична левой, поэтому расход для этой ветви тоже будет равен Q2-а, следовательно, и давлениев точке «а» будет равно Ра .

В итоге для I рядка имеем давление, равное Ра, и расход воды:

Правая часть секции Б (рис. 5, б) не симметрична левой, поэтому левую ветвь рассчитывают отдельно и определяют для нее Ра и Q’3-а.
Если рассматривать правую часть «3-а» рядка (один ороситель) отдельно от левой «1-а» (два оросителя), то давление в правой части Р’а должно быть вроде бы меньше давления Ра в левой части. Так как в одной точке не может быть два разных давления, то принимают большее значение давления Ра и определяют уточненный расход для правой ветви Q3-а:

Суммарный расход воды из I рядка:

Потери давления на участке «а-b» находят по формуле:

Давление в точке «b» равно

Рядок II рассчитывают по гидравлической характеристике:

где l — длина расчетного участка трубопровода, м.
Так как гидравлические характеристики рядков, выполненных конструктивно одинаково, равны, характеристику рядка II определяют по обобщенной характеристике расчетного участка трубопровода:

Расход воды из рядка II определяют по формуле:

Расчет всех последующих рядков до получения расчетного расхода воды проводят аналогично расчету рядка II.
Общий расход подсчитывают из условия расстановки необходимого количества оросителей, обеспечивающих защиту расчетной площади, в том числе и в случае необходимости монтажа оросителей под технологическим оборудованием, площадками или вентиляционными коробами, если они препятствуют орошению защищаемой поверхности.
Расчетную площадь принимают в зависимости от группы помещений по данным НПБ 88-2001 [1].
Поскольку давление у каждого оросителя различно (самое низкое давление у наиболее удаленного или вышерасположенного оросителя), то необходимо учитывать и различный расход из каждого оросителя при соответствующем коэффициенте полезного использования воды.
Поэтому расчетный расход АУП должен определяться по формуле:

где QАУП — расчетный расход АУП, л/с; qn — расход n-го оросителя, л/с; fn — коэффициент использования расхода при расчетном давлении у n-го оросителя; in — средняя интенсивность орошения n-м оросителем (не менее нормированной интенсивности орошения; Sn — нормативная площадь орошения каждым оросителем с нормированной интенсивностью.
Кольцевую сеть (рис. 10) рассчитывают аналогично тупиковой сети, но при 50 % расчетного расхода воды по каждому полукольцу.
От точки «m» до водопитателей вычисляют потери давления в трубах по длине и с учетом местных сопротивлений, в том числе в узлах управления (сигнальных клапанах, задвижках, затворах).
В приближенных расчетах местные сопротивления принимают равными 20 % сопротивления сети трубопроводов.
Потери напора в узлах управления установок Руу (м) определяют по формуле:

где yY — коэффициент потерь давления в узле управления (принимается по ТД на узел управления в целом или на каждый сигнальный клапан, затвор или задвижку индивидуально); Q — расчетный расход воды или раствора пенообразователя через узел управления.
Расчет ведут таким образом, чтобы давление у узла управления не превышало 1 МПа.
Ориентировочно диаметры распределительных рядков можно выбирать по числу установленных на трубопроводе оросителей. В табл. 3 указана взаимосвязь между наиболее часто используемыми диаметрами труб распределительных рядков, давлением и числом установленных спринклерных оросителей.

Таблица 3.
Взаимосвязь между наиболее часто используемыми диаметрами труб распределительных рядков,
давлением и числом установленных спринклерных оросителей

Условный диаметр трубы, мм 20 25 32 40 50 70 80 100 125 150
Количество оросителей при большом давлении 1 3 5 9 18 28 46 80 150 Более 150
Количество оросителей при малом давлении 2 3 5 10 20 36 75 140 Более 140

Наиболее распространенной ошибкой при гидравлическом расчете распределительных и питающих трубопроводов является определение расхода Q по формуле:

где i и F ор — соответственно интенсивность и площадь орошения для расчета расхода, принимаемые по НПБ 88-2001.

В установках с большим числом оросителей при одновременном их действии возникают значительные потери давления в системе трубопроводов. Поэтому и расход, а соответственно и интенсивность орошения каждого оросителя различные. В результате ороситель, установленный ближе к питательному трубопроводу, имеет большее давление и соответственно больший расход. Указанную неравномерность орошения иллюстрирует гидравлический расчет рядков, которые состоят из последовательно расположенных оросителей (табл. 4, рис. 11 [2, 6]).


Рис. 11. Расчетная схема несимметричной секции пожаротушения с семью оросителями в рядке:
d – диаметр, мм; l – длина трубо-провода, м; 1-14 – порядковые номера оросителей

Таблица 4. Значения расхода и давления в рядках

источник