Противопожарное водоснабжение

Противопожарное водоснабжение

Статьи по теме
Искать по теме

По использованию технических средств подачи воды к очагу пожара противопожарные водопроводы подразделяются:

– на простые (оборудованы пожарными кранами ручного действия);

– автоматические (спринклерные);

– полуавтоматические (дренчерные, водяные завесы).

Простые противопожарные водопроводы

Необходимость устройства в зданиях внутреннего противопожарного водопровода, а также минимальные расходы воды на пожаротушение регламентируются нормами.

Для некоторых жилых, общественных и административно-бытовых зданий минимальные расходы воды на пожаротушение приведены в табл. 2.

Таблица 2

Расчетные расходы воды на внутреннее пожаротушение

 Вид зданий

Число струй

Минимальный расход воды на внутреннее пожаротушение, л/с, на одну струю

Жилые здания при числе этажей 
от 12 до 16

1

2,5

Жилые здания при числе этажей свыше 16 до 25

2

2,5

То же при общей длине коридора свыше 10 м

3

2,5

Здания управлений высотой от 6 до 10 этажей и объемом до 25000 м3

1

2,5

Общежития и общественные здания при числе этажей до 10 и объемом от 5000 до 25000 м3

1

2,5

Административно-бытовые здания промышленных предприятий  объемом от 5000 до 25000 м3

1

2,5

Противопожарный водопровод в зданиях, имеющих системы хозяйственно-питьевого или производственного водопровода, как правило, объединяют с одной из них. Тушение пожара предусматривается от пожарных кранов, размещаемых на специальных пожарных стояках. Внутренние пожарные краны устанавливаются преимущественно у входов, на площадках лестничных клеток, в вестибюлях, коридорах, проходах и других наиболее доступных местах на высоте 1,35 м от пола и размещаются в шкафчиках, приспособленных для опломбирования и визуального осмотра без вскрытия. Каждый пожарный кран снабжается пожарным рукавом одинакового с ним диаметра длиной 10, 15 или 20 м и пожарным стволом (брандспойтом). Пожарные стояки присоединяются к объединенной магистрали. При объединении с хозяйственно-питьевым водопроводом они выполняются из стальных оцинкованных или пластмассовых труб.

При недостаточном давлении в наружной водопроводной сети и установке пожарного насоса открытие задвижки должно быть сблокировано с пуском пожарных насосов.

Насосные установки, подающие воду на противопожарные нужды, располагают, как правило, в помещениях котельных, тепловых пунктов, бойлерных, но допускается располагать их в подвалах жилых зданий непосредственно под жилыми квартирами.

При проектировании противопожарного водопровода на первом этапе производится размещение пожарных кранов на плане здания, обеспечивающее подачу необходимого количества струй в любую точку здания. При этом назначается высота компактной части струи (принимается равной высоте помещения, но не менее 6 м в зданиях высотой до 50 м), длина рукава, диаметр пожарного крана, диаметр спрыска, и по [1, табл. 3] определяется требуемый напор у пожарного крана. Пример определения расстояния между пожарными кранами приведен на рис. 1.21.

Противопожарное водоснабжение

Рис. 7. Определение расстояния между пожарными кранами при расчете орошения одной струей: Нк – высота компактной части струи; Н – высота помещения

Далее производится гидравлический расчет системы водоснабжения в режиме пожаротушения – составляется расчетная схема внутреннего водопровода, выбирается расчетная ветвь от ввода до самого невыгодно расположенного пожарного крана, определяются расчетные расходы воды на участках. В объединенных системах хозяйственно-противопожарного водопровода расчет производится на пропуск суммарных расходов – хозяйственно-питьевых и пожарных. Диаметры пожарных стояков назначаются, а ранее назначенные диаметры магистрали и ввода проверяются по предельной скорости 3 м/с. При этом коэффициент kl, учитывающий местные потери напора, принимается 0,2 – в сетях объединенных хозяйственно-противопожарных водопроводов жилых и общественных зданий, 0,15 – в сетях объединенных производственных противопожарных водопроводов. В результате гидравлического расчета определяется требуемый напор на вводе (в точке присоединения ввода к наружной водопроводной сети):

Противопожарное водоснабжение

В системах водоснабжения, имеющих два ввода, такой расчет выполняется для каждого из них (второй ввод считается неработающим).

В случаях, когда в режиме пожаротушения требуемый напор меньше гарантийного напора в наружной сети или при режиме максимального водопотребления насосы не способны обеспечить пожаротушение, предусматривается установка пожарного насоса.

Производительность насоса должна обеспечивать подачу максимального секундного расхода воды на хозяйственно-питьевые или производственные нужды и расчетный расход на пожаротушение. Напор насоса должен компенсировать недостаток напора в наружной сети.

Для подачи воды на начальной стадии пожаротушения в системе водоснабжения с пожарным насосом предусматривается неприкосновенный противопожарный запас воды в водонапорном или гидропневматическом баке из расчета 10-минутной продолжительности тушения пожара из внутренних пожарных кранов при одновременном наибольшем расходе воды на производственные и хозяйственно-питьевые нужды. При гарантированном автоматическом включении пожарных насосов противопожарный запас допускается не предусматривать.

Спринклерные системы пожаротушения

Такие автоматические системы пожаротушения применяют в помещениях и зданиях, где огонь может иметь быстрое распространение, или в малодоступных местах, а также в помещениях, не охраняемых и опасных в пожарном отношении. Перечень таких помещений устанавливается отраслевыми нормами и правилами (например, помещения по производству резинотехнических изделий, цехи по обработке дерева, окрасочные цехи с применением нитролаков и др.). Спринклерные системы предназначены для автоматического тушения пожара водой (при автоматическом включении пожарных насосов) без участия человека и с одновременной подачей сигнала пожарной тревоги.

Спринклерная система пожаротушения (рис. 1.22) включает в себя размещаемую под потолком защищаемого помещения систему распределительных трубопроводов с патрубками для присоединения спринклерных головок (спринклеров). На начальном участке системы устанавливается контрольно-сигнальный клапан (КСК). Для обеспечения надежности предусматриваются два независимых источника водоснабжения. Для подачи воды на начальной стадии пожаротушения устраиваются автоматические водопитатели – водонапорные баки и гидропневматические установки, в которых должен храниться запас воды, необходимый для 10-минутной работы с расходом воды не менее 10 л/с.

Противопожарное водоснабжение

Рис. 8. Схема спринклерной системы пожаротушения: 1 – спринклер; 2 – распределительный трубопровод; 3 – контрольно-сигнальный клапан; 4 – гидропневматический бак; 5 – насос; 6 – питание от водопроводной сети

Спринклерная головка содержит клапан, который в закрытом положении зафиксирован замком, состоящим из трех металлических частей, соединенных легкоплавким припоем. При возгорании непосредственно под спринклером и повышении температуры выше расчетных пределов сплав припоя размягчается, замок распадается на отдельные части, клапан выталкивается давлением воды, струя воды из открывшегося отверстия, ударяясь о розетку, орошает пол помещения и потолок. Площадь пола, защищаемая одним спринклером, не должна превышать: 9 м2 – в помещениях с повышенной пожарной опасностью, 12 м2 – в остальных помещениях. Для обеспечения орошения потолка расстояние от розетки спринклера до перекрытия должно быть не менее 0,08 м и не более 0,3–0,4 м. Спринклеры могут устанавливаться как розеткой вниз, так и вверх (рис. 1.23).

Противопожарное водоснабжение

Рис. 9. Спринклер: 1 – розетка; 2 – кольцо с опорной рамкой; 3 – части замка; 4 – клапан; 5 – диафрагма; 6 – корпус; 7 – опорная шайба

Спринклеры изготовляют на различные температуры вскрытия, указываемые на замке, в зависимости от температуры воздуха обслуживаемого помещения. Для помещений с температурой 18–20 оС температура вскрытия назначается 72 оС. Считается, что при благоприятном расположении спринклера с точки зрения воздействия тепла на замок от возникновения огня до вскрытия проходит 35–40 с. Однако в реальных условиях это время достигает нескольких минут.

Кроме металлических, используются стеклянные замки, которые представляют собой запаянную капсулу из кварцевого стекла, заполненную жидкостью с высоким коэффициентом температурного расширения и небольшим количеством воздуха. При повышении температуры жидкость, нагреваясь, расширяется, капсула разрывается – происходит открытие клапана. Жидкость в капсуле окрашивается в соответствии с температурой вскрытия: при 53 оС – в ярко-красный, 68 оС – в желтый и т. д.

Сеть трубопроводов спринклерной системы для удобства эксплуатации разделяется на отдельные секции, не более 800 спринклерных головок в каждой. Каждая ветвь распределительного трубопровода подает воду не более чем к 6 спринклерам. Запорная арматура на питательных и распределительных трубопроводах не устанавливается.

В рабочем состоянии сеть трубопроводов находится под давлением, в отапливаемых помещениях она заполнена водой, в неотапливаемых – сжатым воздухом. В последнем случае увеличивается время между вскрытием спринклера и началом орошения (необходимо вытеснить из системы сжатый воздух). Возможна сезонная смена заполнителя системы. В воздушных и воздушно-водяных спринклерных системах спринклеры всегда устанавливаются розеткой вверх для удаления из патрубков, к которым присоединяются спринклеры, воды после пожара. Прокладываются распределительные трубопроводы с уклоном к контрольно-сигнальному клапану: при диаметрах 50 мм и менее – 0,01, при больших диаметрах – 0,005.

Контрольно-сигнальный клапан предназначен для автоматической подачи сигнала о начавшемся пожаре и автоматического включения пожарного насоса. КСК устанавливаются в отапливаемых помещениях в легкодоступных местах в специальном опломбированном шкафчике. В корпусе КСК помещается бронзовый тарельчатый клапан, который при срабатывании спринклера и снижении давления в трубопроводе после КСК открывается, одновременно давая доступ воде к механическому или электрическому сигнальному устройству и к автоматическому пускателю насоса. Сигналом тревоги может быть электрический звонок или световая лампочка в помещении пожарной охраны или другом месте пребывания дежурного персонала. Перед КСК устанавливается задвижка, постоянно открытая и опломбированная.

Основным водопитателем спринклерных систем пожаротушения является стационарная насосная установка, забирающая воду из водопроводной сети, резервуара или водоема. При недостаточной мощности имеющихся источников водоснабжения устраиваются запасные резервуары с количеством воды, необходимым на 1 час работы. Городские или промышленные водопроводы могут быть использованы для питания спринклерных установок при диаметре сети не менее 150 мм. Водоснабжение спринклерных систем может быть отдельным и объединенным с хозяйственно-противопожарным или противопожарным водопроводом (пожарные гидранты, внутренние пожарные краны).

В качестве автоматического водопитателя могут использоваться водонапорные баки, размещаемые в специально построенных водонапорных башнях или в пристройках над зданиями, гидропневматические установки, а также хозяйственно-противопожарные или производственные водопроводы, постоянно поддерживающие необходимое давление в спринклерной системе и обеспечивающие необходимый расход воды до включения основного водопитателя. При автоматическом включении насосов, питающих спринклерные установки, запас воды в гидропневматических баках принимается равным 1,5 м3 при расчетном расходе воды на внутреннее пожаротушение 35 л/с и менее и не менее 3 м3 при расчетном расходе более 35 л/с.

Расчет спринклерных систем осуществляется на два режима работы: на первоначальное действие (в течение 10 минут) от автоматического водопитателя; на последующий 1 час работы от основного водопитателя. При расчете определяются диаметры сетей, подбираются пожарные насосы, определяется высота водонапорного бака и его емкость, а также емкость запасного резервуара в соответствии с расчетными расходами воды. Свободный напор у наиболее удаленного спринклера должен составлять 5 м.

Норма расхода воды на спринклерные установки при питании их от основного водопитателя принимается в зависимости от конструкции и степени огнестойкости здания и категории производства по пожарной опасности до 50 л/с. Удельный расход воды на 1 м2 площади пола защищаемого помещения должен быть не менее 0,1 л/с. Для зданий и помещений, в которых основными сгораемыми материалами являются каучук, резинотехнические изделия, кинопленка и другие аналогичные материалы, удельный расход воды принимают не менее 0,3 л/с на 1 м2площади пола. Диаметры трубопроводов определяются расчетом или приближенно по рекомендациям [9, табл. 17] в зависимости от количества спринклеров, установленных на том или ином участке. Учитывается работа такого количества наиболее удаленных спринклеров, при котором обеспечивается норма расхода воды. В результате расчета определяются расход, напор и подбирается марка пожарного насоса.

В результате расчета работы системы от автоматического водопитателя определяется высота расположения водонапорного бака или минимальное давление в гидропневматическом баке, или необходимое давление в хозяйственно-противопожарном либо производственном водопроводе, если он является автоматическим водопитателем.


Дренчерные системы пожаротушения

Дренчерные системы разделяются на дренчерные установки, защищающие всю площадь помещения, и дренчерные завесы, устраиваемые для предупреждения перехода огня с одной части здания на другую. Дренчерные установки применяются в помещениях с высокой пожарной опасностью, где возможно быстрое распространение фронта пожара, при котором срабатывающие с запозданием спринклеры не в состоянии локализовать огонь (на предприятиях взрывчатых веществ, целлулоида и др.). Дренчерные завесы предназначены не для тушения пожара, а для ограничения распространения пожара по всему зданию. Для этого помещение или здание делится водяными завесами на несколько частей, например, в театрах между сценой и зрительным залом.

Схема дренчерной установки совпадает со схемой спринклерной системы пожаротушения. Отличие в том, что вместо спринклеров на распределительных трубопроводах устанавливаются дренчеры – аналогичные устройства для разбрызгивания воды, но без клапанов и замков, т. е. всегда открытые. Поэтому система распределительных трубопроводов находится под действием только атмосферного давления. Она может быть заполнена воздухом (воздушная система) или, для ускорения срабатывания, водой (заливная система). Вместо контрольно-сигнального клапана устанавливается клапан группового действия, рабочее состояние которого – закрытое. Открытие клапана может осуществляться вручную, дистанционно или автоматически с помощью датчиков электрической пожарной сигнализации, которые могут реагировать на повышение температуры, дым, ультрафиолетовую часть спектра пламени и др. При ручном или автоматическом открытии клапана производится автоматический пуск насоса, и вода сначала от автономного водопитателя, а затем от насоса поступает в систему трубопроводов и разбрызгивается не только в месте возгорания, а сразу через все дренчеры установки. Поэтому во избежание чрезмерной подачи воды в одной системе (секции) должно быть не более 70 дренчеров.

В дренчерных завесах вместо розеток используются карнизы (лопатки), которые обеспечивают разбрызгивание только в нужном направлении.

Расчет дренчерных установок аналогичен расчету спринклерных установок, но учитывается работа сразу всех дренчеров.

Использованная литература

1. СНиП 2.04.01-85* "Внутренний водопровод и канализация зданий":

2. СНиП 3.05.01-85 "Внутренние санитарно-технические системы":

3. СниП 2.08.02-89* "Общественные здания и сооружения":

4. СП 40-102-2000 "Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов":

5. СП 40-101-2000 "Свод правил по проектированию и монтажу трубопроводов из полипропилена "Рандом сополимер" (РРRC):

6. Внутренние санитарно – технические устройства. Часть 2 "Водопровод и канализация", М. Стройиздат 1990, под редакцией

И. Г. Староверова;

7. "Санитарно-техническое оборудование зданий", М. Стройиздат 1989, В. С. Кедров, Е. Н. Ловцов;

8. "Санитарно-техническое оборудование зданий", М. Инфра-М 2005, Ю. М. Варфоломеев, В. А. Орлов;

9. "Санитарно-техническое оборудование зданий", Учебное пособие, 2010, В. И. Сологаев;

10. "Безопасность жизнедеятельности", Учебное пособие, М. Дашков 2006, Э. А. Арустамова;

11. Справочник по технике безопасности "Санитарно – технические работы", Киев Будивельник 1982, М. Н. Нисис, Г. Н. Гринкруг;