Перед початком розрахунку системи внутрішнього протипожежного водопроводу (ВПВ) потрібно визначити необхідність його влаштування в даній будівлі, мінімальну витрату води на пожежогасіння q та кількість струменів на кожну точку приміщення - n.
Для будівель житлового або громадського призначення необхідність влаштування ВПВ визначається за допомогою таблиці 11.4, а для виробничих будівель за таблицею 11.5.
Таблиця 11.4 - Витрати води на пожежогасіння та кількість струменів для житлових та громадських будівель|
Житлові, громадські та допоміжні будівлі та приміщення |
Кількість струменів |
Мінімальні витрати води на внутрішнє пожежогасіння, л/с на один струмінь |
|
1. Житлові будівлі: |
||
|
– при кількості поверхів від 12 до 16; |
1 |
2,5 |
|
- те ж при загальній довжині коридорів понад 10 м; |
2 |
2,5 |
|
- при кількості поверхів понад 16 до 25; |
2 |
2,5 |
|
- теж при загальній довжині коридорів понад 10 м |
3 |
2,5 |
|
2. Будівлі управлінь: |
||
|
- висотою від 6 до 10 поверхів та об’ємом до 25000 м3; |
1 |
2,5 |
|
- теж об’ємом понад 25000 м3; |
2 |
2,5 |
|
- висотою понад 10 поверхів та об’ємом до 25000 м3; |
2 |
2,5 |
|
- теж об’ємом понад 25000 м3 |
3 |
2,5 |
|
3. Клуби з естрадою, театри, кінотеатри, актові та конференц–зали, що обладнані кіноапаратурою. |
Згідно ДБН В.2.2.9-99 | |
|
4. Гуртожитки та громадські будівлі, що не зазначені в п. 2: |
||
|
- при кількості поверхів до 10 та об’ємом від 5000 до 25000 м3; |
1 |
2,5 |
|
- теж об’ємом понад 25000 м3; |
2 |
2,5 |
|
- при кількості поверхів понад 10 та об’ємом до 25000 м3; |
2 |
2.5 |
|
- те ж об’ємом понад 25000 м3 |
3 |
2,5 |
|
5. Допоміжні будівлі промислових підприємств об’ємом, м3: |
||
|
- від 5000 до 25000; |
1 |
2,5 |
|
- понад 25000 |
2 |
2,5 |
Таблиця 11.5 - Витрати води на пожежогасіння та кількість струменів для виробничих будівель
|
Ступінь вогнестійкості |
Категорія будівель за пожежною небезпекою |
Кількість струменів та мінімальні витрати води, л/с, на один струмінь, на внутрішнє пожежогасіння у виробничих будівлях та сховищах висотою до 50 м та об’ємом, тис. м3 | ||||
|
від 0,5 до 5 |
понад 5 до 50 |
понад 50 до 200 |
понад 200 до 400 |
понад 400 до 800 | ||
|
I и II |
А, Б, В |
2´ 2,5 |
2´ 5 |
2´ 5 |
3´ 5 |
4´ 5 |
|
III |
В |
2´ 2,5 |
2´ 5 |
2´ 5 |
— |
— |
|
III |
Г, Д |
— |
2´ 2,5 |
2´ 2,5 |
— |
— |
|
IV и V |
В |
2´ 2,5 |
2´ 5 |
— |
— |
— |
|
IV и V |
Г, Д |
– |
2´ 2,5 |
– |
– |
– |
Дійсна витрата води на внутрішнє пожежогасіння Qвн пож визначається в залежності від кількості струменів на кожну точку приміщення n та дійсної витрати кожного струменя qдійсне (дорівнює дійсній витраті води з кожного ПК) , тобто
Qвн пож = n × qдійсне ,
де qдійсне
– визначається за допомогою таблиці 11.6, в залежності від обладнання ПК, мінімальної витрати води на пожежогасіння та радіуса компактної частини струменя, при цьому значення qдійсне повинно бути не менше мінімальної витрати на пожежогасіння q.Вільні напори у внутрішніх пожежних кранах повинні забезпечувати одержання компактних пожежних струменів висотою, необхідною для гасіння пожежі в будь-який час доби в найбільш віддаленій від вводу частині будівлі. Найменшу висоту та радіус дії компактної частини пожежного струменя варто приймати рівними висоті приміщення, але не менше:
- 6 м — у житлових, громадських, виробничих та допоміжних будівлях промислових підприємств висотою до 50 м;
- 8 м — у житлових будівлях висотою понад 50 м;
- 16 м — у громадських, виробничих та допоміжних будівлях промислових підприємств висотою понад 50 м.
Таблиця 11.6 - Визначення дійсної витрати води з пожежного крана
|
Радіус дії компактного струменя, м |
Діаметр насадки пожежного ствола, мм | |||||||||||
|
13 |
16 |
19 | ||||||||||
|
Витрата води з ПК, л/с |
Напір у ПК при довжині рукава, м |
Витрата води з ПК, л/с |
Напір у ПК при довжині рукава, м |
Витрата води з ПК, л/с |
Напір у ПК при довжині рукава, м | |||||||
|
10 |
15 |
10 |
10 |
15 |
20 |
10 |
15 |
20 | ||||
|
Пожежні крани діаметром 50 мм | ||||||||||||
|
6 |
- |
- |
- |
- |
2,6 |
9,2 |
9,6 |
10 |
3,4 |
8,8 |
9,6 |
10,4 |
|
8 |
- |
- |
- |
- |
2,9 |
12 |
12,5 |
13 |
4,1 |
12,9 |
13,8 |
14,8 |
|
10 |
- |
- |
- |
- |
3,3 |
15,1 |
15,7 |
16,4 |
4,6 |
18 |
17,3 |
18,5 |
|
12 |
2,6 |
20,2 |
20,6 |
21 |
3,7 |
19,2 |
19,6 |
21 |
5,2 |
20,6 |
22,3 |
24 |
|
14 |
2,8 |
23,6 |
24,1 |
24,5 |
4,2 |
24,8 |
25,5 |
26,3 |
- |
- |
- |
- |
|
16 |
3,2 |
31,6 |
32,2 |
32,8 |
4,6 |
29,3 |
30 |
31,8 |
- |
- |
- |
- |
|
18 |
3,6 |
39 |
39,8 |
40,6 |
5,1 |
36 |
38 |
40 |
- |
- |
- |
- |
|
Пожежні крани діаметром 65 мм | ||||||||||||
|
6 |
- |
- |
- |
- |
2,6 |
8,8 |
8,9 |
9 |
3,4 |
7,8 |
8 |
8,3 |
|
8 |
- |
- |
- |
- |
2,9 |
11 |
11,2 |
11,4 |
4,1 |
11,4 |
11,7 |
12,1 |
|
10 |
- |
- |
- |
- |
3,3 |
14 |
14,3 |
14,6 |
4,6 |
14,3 |
14,7 |
15,1 |
|
12 |
2,6 |
19,8 |
19,9 |
20,1 |
3,7 |
18 |
18,3 |
18,6 |
5,2 |
18,2 |
19 |
19,9 |
|
14 |
2,8 |
23 |
23,1 |
23,3 |
4,2 |
23 |
23,3 |
23,5 |
5,7 |
21,8 |
22,4 |
23 |
|
16 |
3,2 |
31 |
31,3 |
31,5 |
4,6 |
27,6 |
28 |
28,4 |
6,3 |
26,6 |
27,3 |
28 |
|
18 |
3,6 |
38 |
38,3 |
38,5 |
5,1 |
33,8 |
34,2 |
34,6 |
7 |
32,9 |
33,8 |
34,8 |
|
20 |
4 |
46,4 |
46,7 |
47 |
5,6 |
41,2 |
41,8 |
42,4 |
7,5 |
37,2 |
38,5 |
39,7 |
Для одержання пожежних струменів з витратою води до 4 л/с варто застосовувати пожежні крани та рукава діаметром 50 мм, для одержання пожежних струменів більшої продуктивності — діаметром 65 мм. При техніко-економічному обґрунтуванні допускається застосовувати пожежні крани діаметром 50 мм, продуктивністю понад 4 л/с.
Для забезпечення умов зрошення приміщення необхідною кількістю струменів, пожежні крани (ПК) повинні встановлюватися один від одного на відстані не більше:
,
(11.5)
де k=1 – при зрошенні кожної точки приміщення двома струменями;
k=2 при зрошенні кожної точки приміщення одним струменем;
lр - довжина пожежного рукава;
В - ширина будівлі;
- проекція радіуса компактної частини струменя, для практичних розрахунків можна прийняти Rпр.к.= Rк/2, де Rк - висота компактної частини струменю (таблиця 11.6 з урахуванням висоти та типу будівель); z – висота приміщення, 1,35 – висота встановлення ПК над підлогою.
Визначення кількості ПК в приміщенні визначається графічно – побудуванням на плані будівлі.
При цьому необхідно враховувати, що внутрішні пожежні крани варто встановлювати переважно у входів, на площадках опалювальних сходових клітин, у вестибулях, коридорах, проходах та інших найбільш доступних місцях, при цьому їхнє розташування не повинно заважати евакуації людей.
Системи внутрішніх протипожежних водопроводів необхідно приймати тупиковими, якщо допускається перерва в подачі води, та при кількості пожежних кранів до 12; кільцевими або з закільцьованими вводами при двох тупикових трубопроводах з відгалуженнями до споживачів від кожного з них для забезпечення безперервної подачі води.
Кільцеві внутрішні мережі повинні бути приєднані до зовнішньої кільцевої мережі не менше ніж двома вводами.
Два вводи та більше необхідно передбачати для:
- будівель, у яких встановлено понад 12 пожежних кранів;
- житлових будівель з числом квартир понад 400, клубів з естрадами, кінотеатрів з числом місць понад 300;
- театрів і клубів зі сценою незалежно від числа місць;
- будівель, обладнаних спринклерними та дренчерними системами при кількості вузлів управління три та більше.
В ході гідравлічного розрахунку системи необхідно визначити:
- діаметри труб;
- втрати напору в мережі до пожежі;
- можливість пропуску води на цілі пожежогасіння та величину втрат напору при цьому.
При виконанні гідравлічного розрахунку мережі необхідно враховувати тип мережі (окремий протипожежний водопровід або об’єднана система). При об’єднаному типі водопроводу розрахунок виконується при двох режимах роботи мережі – до пожежі та при пожежі; якщо мережа відокремлена – лише при пожежі.
Діаметри труб визначаються за формулою:
,
(11.6)
де v - швидкість руху води в мережі (до пожежі – 1-1,5 м/с, при пожежі – до 3 м/с);
qділ – витрата води у ділянці, що розраховується (визначається за допомогою аксонометричної схеми з урахуванням першого закону Кірхгофа: сума витрат води для вузла повинна дорівнювати нулю за умови, що витрати води, що входять до вузла, – умовно позитивні, а витрати води на виході з вузла – умовно негативні, тобто Σq=0).
Необхідний напір на вводі в будівлю до пожежі складається з наступних величин:
,
(11.7)
де hм - втрати напору в частині мережі, що з’єднує точку водоживлення мережі та диктуючу, при роботі мережі до пожежі (визначається в залежності від конфігурації мережі: для тупикової – як сума втрат напору ділянок; для кільцевої – як півсума втрат напору в півкільцях, де втрати напору в півкільцях визначаються як сума втрат напору на розрахункових ділянках, що складають це півкільце, з урахуванням другого закону Кірхгофа);
k - коефіцієнт урахування місцевих опорів;
hв - втрати напору в трубах вводу (до пожежі);
hвод = SQ2 - втрати напору на водомірі, S – опір водоміру (таблиця 11.7);
Нв - напір біля водорозбірного прибору, що розташований в диктуючій точці;
z - висота розміщення цього прибору у відношенні до вводу в будівлю.
Значення k приймаються наступними:
1,3 — в мережах господарчо – питних водопроводів житлових та громадських будівель;
1,2 — в мережах об’єднаних господарчо - протипожежних водопроводів житлових та громадських будівель, а також в мережах виробничих водопроводів;
1,15 – в мережах об’єднаних виробничо – протипожежних водопроводів;
1,1 – в мережах протипожежних водопроводів.
Необхідний напір на вводі в будівлю при пожежі визначається
,
(11.8)
де h
мпож - втрати напору в мережі при її роботі під час пожежі;hвпож- втрати напору в трубах вводу під час пожежі;
hводпож– втрати напору на водомірі під час роботи мережі при пожежі, якщо водомір не розрахований на пропуск пожежних витрат води, тоді втрати напору в ньому під час пожежі дорівнюють нулю;
НПК - напір у ПК, розташованому в диктуючій точці;
zПК - висота розміщення цього ПК у відношенні до вводу в будівлю.
Таблица 11.7 - Параметри, що характеризують роботу водомірів
|
Діаметр умовного проходу водоміру, мм |
Параметри | |||||
|
Витрата води, м3/год |
Поріг чутливості, мЗ/год, не більше |
Максимальний об’єм води за добу, м3 |
Гідравлічний опір водоміру, м/(м3/год)2 | |||
|
мінімальна |
експлуатаційна |
максимальна | ||||
|
15 |
0,03 |
1,2 |
3 |
0,015 |
45 |
1.11 |
|
20 |
0,05 |
2 |
5 |
0,025 |
70 |
0,4 |
|
25 |
0.07 |
2,8 |
7 |
0.035 |
100 |
0,204 |
|
32 |
0,1 |
4 |
10 |
0,05 |
140 |
0,1 |
|
40 |
0,16 |
6.4 |
16 |
0,08 |
230 |
0,039 |
|
50 |
0,3 |
12 |
30 |
0,15 |
450 |
0,011 |
|
65 |
1,5 |
17 |
70 |
0,6 |
610 |
0,0063 |
|
80 |
2 |
36 |
110 |
0,7 |
1300 |
0,002 |
|
100 |
3 |
65 |
180 |
1,2 |
2350 |
5,9. 10–5 |
|
150 |
4 |
140 |
350 |
1,6 |
5100 |
1,0. 10–5 |
|
200 |
6 |
210 |
600 |
3 |
7600 |
2,77× 10–6 |
|
250 |
15 |
380 |
1000 |
7 |
13700 |
1,38× 10–6 |
Вибір схеми ВПВ залежить від співвідношення необхідного напору на вводі в будівлю та гарантованого напору в зовнішній мережі.