Загальна кількість різних вимог, що пред'являються в процесі виробництва і контролю спринклерного зрошувача, досить велика, тому розглянемо тільки найбільш важливі параметри.

1. Показники якості

1.1 Герметичність

Це один з основних показників, з яким стикається користувач спринклерної системи. Дійсно, спринклери з поганою герметичністю може доставити багато неприємностей. Нікому не сподобається, якщо на людей, дороге устаткування або товар раптом почне капати вода. А якщо втрата герметичності відбувається внаслідок самовільного руйнування термочутливого запірного пристрою, збиток від пролитої води може вирости в кілька разів.

Конструкція і технологія виробництва сучасних зрошувачів, які удосконалювалися протягом багатьох років, дозволяють бути впевненим в їх надійності.

Основним елементом зрошувача, який забезпечує герметичність зрошувача в найважчих умовах експлуатації, є тарілчаста пружина (5) . Важливість цього елементу важко переоцінити. Пружина дозволяє компенсувати незначні зміни в лінійних розмірах деталей зрошувача. Справа в тому, що для забезпечення надійної герметичності спрінклера елементи запірного пристрою повинні постійно перебувати під досить високим тиском, яке забезпечується при складанні стопорним гвинтом (1) . З плином часу під дією цього тиску може статися незначна деформація корпусу спрінклера, якої, проте, було б достатньо для порушення герметичності.

Був час, коли деякі з виробників спринклерів для здешевлення конструкції використовували як ущільнювальний матеріал гумові прокладки. Дійсно, еластичні властивості гуми також дозволяють компенсувати незначні лінійні зміни розмірів і забезпечувати необхідну герметичність.

Малюнок 2. Спринклер з гумовою прокладкою.

Однак при цьому не було враховано, що з плином часу еластичні властивості гуми погіршуються, і може відбутися втрата герметичності. Але найстрашніше, що може статися прилипання гуми до ущільнюються поверхонь. Тому при пожежі , Після руйнування термочутливого елемента, кришка оросителя залишається намертво приклеєною до корпусу і вода з зрошувача не надходить.

Такі випадки були зафіксовані під час пожежі на багатьох об'єктах в США. Після цього виробниками була проведена широкомасштабна акція по відкликанню і заміні всіх спринклерів з гумовими ущільнювальними кільцями 3. У Російській Федерації застосування зрошувачів з гумовим ущільненням заборонено. У той же час, як відомо, в деякі з країн СНД тривають поставки дешевих спринклерних зрошувачів такої конструкції.

При виробництві спринклерних зрошувачів і вітчизняними, і зарубіжними стандартами передбачено цілий ряд випробувань, які дозволяють гарантувати герметичність.

Кожен спринклер перевіряється впливом гідравлічного (1,5МПа) і пневматичного (0,6 МПа) тиску, а також проводиться його перевірка на стійкість до гідравлічного удару, тобто різким підвищенням тиску до 2,5 МПа.

Випробування на вібростійкість дають впевненість, що зрошувачі будуть надійно служити при найсуворіших умовах експлуатації.

1.2 Міцність

Важливе значення для збереження всіх технічних характеристик будь-якого виробу має його міцність, тобто стійкість до різних зовнішніх впливів.

Хімічна міцність елементів конструкції зрошувача визначається на випробуваннях по стійкості до дії туманною середовища з соляних бризок, водного розчину аміаку і двоокису сірки.

Ударостійкість спринклерного зрошувача повинна забезпечити цілісність всіх його елементів при падінні на бетонну підлогу з висоти 1 метра.

Розетка спринклерного зрошувача повинні витримувати вплив води , Що виходить з нього під тиском 1,25 МПа.

У разі швидкого розвитку пожежі спринклерні зрошувачі в повітряних системах або системах з контролем пуску можуть деякий час перебувати під впливом високої температури. Для того щоб бути впевненим, що зрошувач не деформується, і, отже, не змінить своїх характеристик, проводяться випробування на термостійкість. При цьому корпус зрошувача повинен протягом 15 хвилин витримувати вплив температури 800 ° С.

Для перевірки стійкості до кліматичних впливів спринклерні зрошувачі піддаються випробуванням на негативні температури. Стандарт ISO передбачає перевірку зрошувачів при -10 ° С, вимоги ГОСТ Р дещо жорсткішим і обумовлені особливостями клімату: необхідно провести довготривалі випробування при -50 ° С і короткочасні при -60 ° С.

1.3 Надійність теплового замку

Одним з найбільш відповідальних елементів спринклерного зрошувача є теплової замок зрошувача. Технічні характеристики і якість цього елемента багато в чому зумовлюють успішну роботу спрінклера. Від чіткої роботи цього пристрою, відповідно до заявлених технічними характеристиками, залежить своєчасність гасіння пожежі і відсутність помилкових спрацьовувань в черговому режимі. За багаторічну історію існування спринклерного зрошувача було запропоновано безліч типів конструкцій теплового замку.




Малюнок 3. Зрошувачі зі скляною колбою і плавким елементом.

Випробування часом пройшли плавкі теплові замки з термочутливим елементом на основі сплаву Вуда, який при заданій температурі розм'якшується і замок розпадається, а також теплові замки, в яких використовується скляна термочутлива колба. Під дією тепла рідина, що знаходиться в колбі, розширюється, чинячи тиск на стінки колби, і при досягненні критичної величини колба руйнується. На малюнку 3 показані зрошувачі типу ESFR з різними типами теплових замків.

Для перевірки надійності роботи теплового замку в черговому режимі і в разі пожежі передбачено низку випробувань.

Номінальна температура спрацьовування замка повинна бути в межах допуску. Для спринклерів нижнього температурного діапазону відхилення температури спрацьовування не повинно перевищувати 3 ° С.

Тепловий замок повинен бути стійкий до теплового удару (різкого нагрівання температури на 10 ° С нижче номінальної температури спрацьовування).

Теплостійкість теплового замка перевіряється шляхом плавного нагріву температури на 5 ° С нижче номінальної температури спрацьовування.

Якщо в якості теплового замку використовується скляна колба, то необхідно перевірити її цілісність за допомогою вакууму.

І скляна колба, і плавкий елемент підлягають перевірці на міцність. Так, наприклад, скляна колба повинна витримувати навантаження в шість разів більшу, ніж її навантаження в робочому режимі. Для плавкого елементу встановлено п'ятнадцятикратне межа.

2. Показники призначення

2.1 Теплова чутливість замку

Згідно ГОСТ Р 51043 підлягає перевірці час спрацьовування зрошувача. Воно не повинно перевищувати 300 секунд для низькотемпературних спринклерів (57 і 68 ° С) і 600 секунд для самих високотемпературних спринклерів.

Аналогічний параметр відсутній в зарубіжному стандарті, замість цього широко застосовується RTI (response time index): параметр, що характеризує чутливість термочутливого елемента (скляна колба або плавкий замок). Чим нижче його величина, тим більше чутливий до тепла цей елемент. Спільно з іншим параметром - С (conductivity factor - міра теплопровідності між термочутливим елементом і елементами конструкції спрінклера) вони утворюють одну з найважливіших характеристик спрінклера - час реагування.




Малюнок 4. Межі зон, що визначають швидкодію спрінклера.

На малюнку 4 позначені області, які характеризують:

1 - спринклер стандартного часу реагування; 2 - спринклер спеціального часу реагування; 3 - спринклер швидкого часу реагування.

Для спринклерів з різним часом реагування встановлені правила щодо їх використання для захисту об'єктів з різним рівнем пожежної небезпеки:

• в залежності від величини;
• в залежності від типу;
• параметрів складування пожежної навантаження.

Необхідно відзначити, що додаток А (рекомендований) ГОСТ Р 51043 містить методику по визначенню Коефіцієнта теплової інерційності і Коефіцієнта втрат тепла за рахунок теплопровідності, Засновані на методиках ISO / FDIS6182-1. Однак практичної користі від цієї інформації досі не було. Справа в тому, що, хоча в пункті А.1.2 і зазначено, що ці коефіцієнти повинні використовуватися «... для визначення часу спрацьовування зрошувачів в умовах пожежі, обґрунтування вимог до їхнього розміщення в приміщеннях», Реальних методик для їх використання немає. Тому дані параметри неможливо знайти серед технічних характеристик спринклерних зрошувачів.

Крім цього, закінчиться невдачею спроба визначити коефіцієнт теплової інерційності за формулою з додатки А ГОСТ Р 51043:

Справа в тому, що при копіюванні формули з стандарту ISO / FDIS6182-1 була допущена помилка.

Людина, що володіє знаннями математики в межах шкільної програми, легко помітить, що при перетворенні виду формули із закордонного стандарту (для чого це робилося, незрозуміло, може бути, щоб менше було схоже на плагіат?) Був опущений знак мінус в ступеня у множника ν в 0 , 5, який стоїть в чисельнику дробу.

У той же час, необхідно відзначити і позитивні моменти в сучасному нормотворчості. Ще недавно чутливість спринклерного зрошувача можна було сміливо віднести до параметрів якості. Нині знову розроблений (але ще не вступив в дію) СП 6 4 уже містить вказівки щодо застосування більш чутливих до зміни температури спринклерів для захисту найбільш пожежонебезпечних приміщень:

5.2.19 При пожежної навантаженні Проте 1400 МДж / м 2 для складських приміщень, для приміщень висотою більше 10 м і для приміщень, в яких основним пальним продуктом є ЛЗР і ГР , Коефіцієнт теплової інерційності спринклерних зрошувачів повинен бути менше 80 (м · с) 0,5.

На жаль, не зовсім зрозуміло, навмисно або внаслідок неточності вимога до температурної чутливості спрінклера встановлюється тільки на підставі коефіцієнта теплової інерційності термочутливого елемента без урахування коефіцієнта втрат тепла за рахунок теплопровідності. І це в той час, коли, відповідно до міжнародного стандарту (рис. 4), спринклери з коефіцієнтом втрат тепла за рахунок теплопровідності більше 1,0 (м / с) 0,5 вже не відносяться до швидкодіючим.

2.2 Коефіцієнт продуктивності

Це один з ключових параметрів спринклерних зрошувачів . Він призначений для обчислення кількості води, що виливається через зрошувач при певному тиску в одиницю часу. Це не важко зробити за формулою:

Q - витрата води з зрошувача, л / сек Р - тиск у зрошувача, МПа K - коефіцієнт продуктивності.

Величина коефіцієнта продуктивності залежить від діаметра вихідного отвору спрінклера: чим більше отвір, тим більше коефіцієнт.

У різних зарубіжних стандартах можуть зустрічатися варіанти записи цього коефіцієнта в залежності від розмірності використовуваних параметрів. Наприклад, не літри в секунду і МПа, а галони в хвилину (GPM) і тиск в PSI, або літри в хвилину (LPM) і тиск в bar.

При необхідності всі ці величини можна перевести з однієї в іншу, користуючись коефіцієнтами перерахунку з Таблиці 1.

Таблиця 1. Співвідношення між коефіцієнтами

Наприклад, для зрошувача СВВ-12:

При цьому необхідно пам'ятати, що при розрахунку витрати води за допомогою значень К-факторів необхідно користуватися трохи іншою формулою:

2.3 Розподіл води і інтенсивність зрошення

Всі перераховані вище вимоги в більшій чи меншій мірі повторюються і в стандарті ISO / FDIS6182-1, і в ГОСТ Р 51043. При існуючих невеликих різночитання, вони, однак, не носять принципового характеру.

Дуже значні, дійсно принципові відмінності між стандартами стосуються параметрів розподіл води по площі, яка захищається. Саме ці відмінності, закладені в основу характеристик зрошувача, в основному і визначають правила і логіку проектування систем автоматичного пожежогасіння.

Одним з найважливіших параметрів зрошувача є інтенсивність зрошення, тобто витрата води в літрах, що припадає на 1 м 2 площі, яка захищається в секунду. Справа в тому, що в залежності від величини і горючих властивостей пожежного навантаження для її гарантованого гасіння потрібно забезпечити певну інтенсивність зрошення.

Ці параметри визначалися експериментально при проведень численних випробувань. Конкретні значення інтенсивності зрошення для захисту приміщень різної пожежної навантаження наведено в таблиці 2 НПБ88.

Забезпечення пожежної безпеки об'єкта - надзвичайно важливе й відповідальне завдання, від правильного вирішення якої може залежати життя багатьох людей. Тому вимоги до обладнання, що забезпечує виконання цього завдання, важко переоцінити і назвати надмірно жорстокими. У цьому випадку стає зрозуміло, чому в основу формування вимог россійсуік стандартів ГОСТ Р 51043, НПБ 88 5 , ГОСТ Р 50680 6 закладений принцип гасіння загоряння одним зрошувачем.

Іншими словами, якщо виникає загоряння в межах зони, що захищається спрінклера, він один повинен забезпечити необхідну інтенсивність зрошення і згасити що починається пожежа . Для виконання цього завдання при сертифікації оросителя проводяться випробування на перевірку його інтенсивності зрошення.

Для цього в межах сектора, рівно 1/4 площі кола, що захищається зони, в шаховому порядку розставляються мірні банки. Зрошувач встановлюється в початок координат цього сектора і виробляються його випробування при заданому тиску води.

Малюнок 5. Схема випробування оросителя по ГОСТ Р 51043.

Після цього вимірюється кількість води, яке виявилося в банках, і обраховане pсредняя інтенсивність зрошення. Згідно з вимогами пункту 5.1.1.3. ГОСТ Р 51043, на площі, яка захищається 12 м 2 зрошувач, встановлений на висоті 2,5 м від підлоги, при двох фіксованих тисках 0,1 МПа і 0,3 МПа повинен забезпечувати інтенсивність зрошення не менше, ніж зазначено в таблиці 2.

Таблиця 2. Необхідна інтенсивність зрошення зрошувача по ГОСТ Р 51043.

Дивлячись на цю таблицю, виникає питання: яку інтенсивність повинен забезпечити зрошувач з d у 12 мм при тиску 0,1 МПа? Адже зрошувач з таким d у підходить як до другої рядку з вимогою 0,056 дм 3 / м 2 ⋅с, так і до третьої 0,070 дм 3 / м 2 ⋅с? Чому до одного з найважливіших параметрів спрінклера настільки недбале ставлення?

Для прояснення ситуації спробуємо провести ряд простих обчислень.

Припустимо, діаметр вихідного отвору в зрошувачі трохи більше 12 мм. Тоді за формулою (3) визначимо кількість води, що виливається з зрошувача при тиску 0,1 МПа: 1,49 л / с. Якщо вся ця вода виллється точно на площу, яка захищається 12 м 2, то буде створена інтенсивність зрошення 0,124 дм 3 / м 2 ⋅с. Якщо співвіднести цю цифру з необхідною інтенсивністю 0,070 дм 3 / м 2 ⋅с, що виливається з зрошувача, вийде, що тільки 56,5% води, задовольняє вимогам ГОСТу і потрапляє на площу, яка захищається.

Тепер припустимо, що диметр вихідного отвору трохи менше 12 мм. В цьому випадку необхідно співвіднести отриману інтенсивність зрошення 0,124 дм 3 / м 2 ⋅с до вимог другого рядка таблиці 2 (0,056 дм 3 / м 2 ⋅с). Виходить і того менше: 45,2%.

У спеціалізованій літературі 7 обчислені нами параметри називаються коефіцієнтом корисного використання витрати.

Можливо, у вимогах ГОСТу закладені тільки мінімально допустимі вимоги до коефіцієнта корисного використання витрати, нижче якого зрошувач, як частина установки пожежогасіння , Взагалі розглядати не можна. Тоді виходить, що реальні параметри спрінклера повинні міститися в технічній документації виробників. Чому ж і там ми їх не знаходимо?

Справа в тому, що для проектування спринклерних систем для різних об'єктів необхідно знати, яку інтенсивність буде створювати спринклерний зрошувач в тих чи інших умовах. В першу чергу, в залежності від тиску перед зрошувачем і висоти його установки. Практичні випробування показали, що ці параметри неможливо описати математичною формулою, і для створення такого двомірного масиву даних необхідно провести велику кількість експериментів.

Крім цього, виникає ще кілька практичних проблем.

Спробуємо уявити собі ідеальний зрошувач з коефіцієнтом корисної використання витрати 99%, коли майже вся вода розподіляється в межах площі, яка захищається.

Малюнок 6. Ідеальний розподіл води всередині площі, яка захищається.

на малюнку 6 показана ідеальна картина розподілу води для зрошувача з коефіцієнтному продуктивності 0,47. Видно, що тільки незначна частина води потрапляє за межі площі, яка захищається радіусом 2 м (позначена пунктиром).

Начебто все просто і логічно, проте питання починаються, коли необхідно захистити спринклерами велику площу. Як при цьому розміщувати зрошувачі?

В одному випадку з'являються незахищені ділянки ( рисунок 7). В іншому - для покриття незахищених ділянок зрошувачі необхідно розставляти ближче, що призводить до перекриття частини захищаються площ сусідніми зрошувачами ( рисунок 8).

Малюнок 7. Розташування зрошувачів без перекриття зон зрошення

Малюнок 8. Розташування зрошувачів з перекриттям зон зрошення.

Перекриття захищаються площ призводить до того, що необхідно істотно збільшувати кількість зрошувачів, а, головне, для роботи такої спринклерної АУПТ буде потрібно набагато більше води. При цьому в разі, якщо при пожежі спрацює більше одного зрошувача, кількість виливається води буде явно надмірною.

Досить просте рішення цієї, на перший погляд, суперечливою завдання запропоновано в зарубіжних стандартах.

Справа в тому, що в зарубіжних нормах вимоги до забезпечення необхідної інтенсивності зрошення пред'являються до одночасної роботи чотирьох зрошувачів. Зрошувачі розташовуються в кутах квадрата, всередині якого по площі встановлені мірні ємності.

Випробування для спринклерів з різним діаметром вихідного отвору проводять при різних відстанях між зрошувачами - від 4,5 до 2,5 метрів. на малюнку 8 показаний приклад розміщення зрошувачів з діаметром вихідного отвору 10 мм. При цьому відстань між ними має бути 4,5 метра.

Малюнок 9. Схема випробування оросителя по ISO / FDIS6182-1.

При такому розташуванні зрошувачів вода потрапить в центр площі, яка захищається, якщо форма розподілу буде істотно більше 2 метрів, наприклад, такий, як на малюнку 10.

Малюнок 10. Графік розподілу води оросителя по ISO / FDIS6182-1.

Природно, при такій формі розподілу води середня інтенсивність зрошення буде зменшуватися пропорційно збільшенню площі зрошення. Але оскільки випробуванні беруть участь чотири оросителя одночасно, в перекриття зон зрошення забезпечать більш високу середню інтенсивність зрошення.

В таблиці 3 наведені умови випробування і вимоги до інтенсивності зрошення для ряду спринклерних зрошувачів загального призначення за стандартом ISO / FDIS6182-1. Для зручності технічний параметр за кількістю води в ємності, виражений в мм / хв, наведено в більш звичний для російських норм розмірності, літри в секунду / м 2.

Таблиця 3. Вимоги до інтенсивності зрошення по ISO / FDIS6182-1.

Діаметр вихідного отвору, мм	Витрата води через зрошувач, л / хв	розстановка зрошувачів		інтенсивність зрошення		Допустима кількість ємностей з зменшеним об'ємом води
		Площа, що захищається, м 2	Відстань між оростелямі, м	мм / хв в ємності	л / с⋅м 2
10	50,6	20,25	4,5	2,5	0,0417	8 з 81
15	61,3	12,25	3,5	5,0	0,083	5 з 49
15	135,0	9,00	3,0	15,0	0,250	4 з 36
20	90,0	9,00	3,0	10,0	0,167	4 з 36
20	187,5	6,25	2,5	30,0	0,500	3 з 25

Щоб оцінити, наскільки високий рівень вимог до величини і рівномірності інтенсивності зрошення всередині захищається квадрата, виконайте одну з таких нескладні обчислення:

1. Визначимо, яка кількість води виливається в межах квадрата площі зрошення в секунду. З малюнка видно, що сектор чверті зрошуваної площі кола оросителя бере участь в зрошенні квадрата, тому чотири оросителя виливають на «захищається» квадрат кількість води, що дорівнює тому, що виливається з одного зрошувача. Поділивши вказаний витрата води на 60 отримуємо витрату в л / сек. Наприклад, для Ду 10 при витраті 50,6 л / хв отримаємо 0,8433 л / сек.
2. В ідеалі, якщо вся вода рівномірно розподіляється по площі, для отримання питомої інтенсивності витрата потрібно ділити на площу, яка захищається. Наприклад, 0,8433 л / сек ділимо на 20,25 м 2, отримуємо 0,0417 л / сек / м 2, що в точності збігається з нормативним значенням. А так як ідеального розподілу домогтися в принципі неможливо, то допускається наявність ємностей з меншим вмістом води в кількості до 10%. У нашому прикладі це 8 з 81 банки. Можна визнати, це досить високий рівень рівномірності розподілу води.

Якщо говорити про контроль рівномірності інтенсивності зрошення за російським стандартом, то перевіряючому належить набагато більш серйозне випробування математикою. Згідно з вимогами ГОСТ Р51043:

Середню інтенсивність зрошення водяного оросителя I, дм 3 / (м 2 c), розраховують за формулою:

де i i - інтенсивність зрошення в i-ой мірної банку, дм 3 / (м 3 ⋅ с);
n - число мірних банок, встановлених на площі, яка захищається. Інтенсивність зрошення в i-й мірної банку i i дм 3 / (м 3 ⋅ с), розраховують за формулою:

де V i - обсяг води (водного розчину), зібраний в i-й мірної банку, дм 3;
t - тривалість зрошення, с. Рівномірність зрошення, яка характеризується значенням середньоквадратичного відхилення S, дм 3 / (м 2 ⋅ с), розраховують за формулою:

Коефіцієнт рівномірності зрошення R розраховують за формулою:

Зрошувачі вважають такими, що витримали випробування, якщо середня інтенсивність зрошення не нижче нормативного значення при коефіцієнті рівномірності зрошення не більше 0,5 і кількість мірних банок з інтенсивністю зрошення менше 50% від нормативної інтенсивності не перевищує: двох - для зрошувачів типів В, Н, У і чотирьох - для зрошувачів типів Г, Г В, Г Н і Г У.

Коефіцієнт рівномірності не враховують, якщо інтенсивність зрошення в мірних банках менш нормативного значення в наступних випадках: в чотирьох мірних банках - для зрошувачів типів В, Н, У і шести - для зрошувачів типів Г, Г В, Г Н і Г У.

А ось ці вимоги - вже не плагіат зарубіжних стандартів! Це наші, рідні вимоги. Втім, потрібно відзначити, що і вони мають недоліки. Однак для того щоб виявити всі недоліки або достоїнства даного методу вимірювання рівномірності інтенсивності зрошення, знадобиться не одна сторінка. Можливо, це буде зроблено в такій редакції статті.

висновок

1. Порівняльний аналіз вимог, що пред'являються до технічних характеристик спринклерних зрошувачів в російському стандарті ГОСТ Р 51043 і зарубіжному ISO / FDIS6182-1, показав, що вони практично ідентичні в частині показників якості зрошувачів.
2. Істотні відмінності між зрошувачами закладені у вимогах різних російських стандартів з питання забезпечення необхідної інтенсивності зрошення площі, яка захищається одним зрошувачем. Відповідно до зарубіжними стандартами потрібна інтенсивність зрошення повинна забезпечуватися роботою чотирьох зрошувачів одночасно.
3. До переваг методу «захисту одним зрошувачем» можна віднести більш високу ймовірність того, що загоряння буде загашено одним зрошувачем.
4. Як недоліки можна відзначити:

• для захисту приміщення потрібно більше спринклерів;
• для роботи установки пожежогасіння знадобиться значно більше води, в деяких випадках її кількість може зрости в рази;
• доставка великих обсягів води тягне за собою значне подорожчання всієї системи пожежогасіння;
• відсутність чіткої методики, роз'яснює принципи і правила розстановки зрошувачів в захищається;
• відсутність необхідних даних по реальній інтенсивності зрошення зрошувачів, що перешкоджає чіткому виконанню інженерного розрахунку проекту.

література

1 ГОСТ Р 51043-2002. Установки водяного і пінного пожежогасіння автоматичні. Зрошувачі. Загальні технічні вимоги. Методи випробування.

2 ISO / FDIS6182-1. Fire protection - Automatic sprinkler systems - Part 1: Requirements and test methods for sprinklers.

3 http://www.sprinklerreplacement.com/

4 СП 6. Система протипожежного захисту. Норми і правила проектування. Автоматична пожежна сигналізація і автоматичне пожежогасіння. Проект остаточної редакції No171208.

5 НПБ 88-01 Установки пожежогасіння і сигналізації. Норми і правила проектування.

6 ГОСТ Р 50680-94. Установки водяного пожежогасіння автоматичні. Загальні технічні вимоги. Методи випробування.

7 Проектування водяних і пінних автоматичних установок пожежогасіння. Л.М Мешман, С.Г. Царіченко, В.А. Билінкін, В.В. Альошин, Р.Ю. Губін; Під загальною редакцією Н.П. Копилова. - М .: ВНІЇПО МНС РФ, 2002 г.

В СРСР основним виробником зрошувачів був Одеський завод "Спецавтоматика", який випускав три види зрошувачів, що вмонтовуються розеткою вгору або вниз, з умовах а-ним діаметром вихідного отвору 10; 12 і 15 мм.

За результатами всебічних випробувань для цих окропити-лей були побудовані епюри зрошення в широкому діапазоні давши лений і висоти установки. Відповідно до отриманих дан-ними і були встановлені в СНиП 2.04.09-84 нормативи по їх розміщенню (в залежності від пожежного навантаження) на рас-стоянні 3 або 4 м один від одного. Ці нормативи без зраді-ня внесені в НПБ 88-2001.

В даний час основний обсяг зрошувачів надходить з-за кордону, так як російські виробники ПО "Спец-автоматика" (м Бійськ) і ЗАТ "Ропотек" (м.Москва) не в со-стоянні повністю забезпечити потребу в них вітчизняних-них споживачів.

У проспектах на зарубіжні зрошувачі, як правило, від-сутствуют дані по більшості технічних параметрів, що регламентуються вітчизняними нормами. У зв'язку з цим провести порівняльну оцінку показників якості одно- тіпние продукції, що випускається різними фірмами, не представляється можливим.

Сертифікаційними випробуваннями не передбачає-ся вичерпна перевірка вихідних гідравлічних пара-метрів, необхідних для проектування, наприклад епюр ін-інтенсивності зрошення в межах площі, яка захищається в залежності від тиску і висоти установки зрошувача. Як правило, ці дані відсутні і в технічній документації, проте без цих відомостей не представляється можливим коректне виконання проектних робіт по АУП.

Зокрема, найважливішим параметром зрошувачів, необ-ходимо для проектування АУП, є інтенсивність зрошення площі, яка захищається в залежності від тиску і висоти установки зрошувача.

Залежно від конструкції зрошувача площа оро-шення в міру підвищення тиску може залишатися неіз-тимчасової, зменшуватися або збільшуватися.

Наприклад, епюри зрошення універсального оросителя типу CU / P, встановленого розеткою вгору, практично слабо змінюються від тиску подачі в межах 0,07-0,34 МПа (рис. IV. 1.1). Навпаки, епюри зрошення зрошувача цього ти-па, встановленого розеткою вниз, при зміні тиску подачі в тих же межах змінюються більш інтенсивно.

Якщо зрошувана площа зрошувача при зміні давши-лення залишається незмінною, то в межах площі зрошення 12 м 2 (коло R ~ 2 м) можна розрахунковим шляхом встановити тиску-ня Р т, при якому забезпечується необхідна за проектом ін-інтенсивність зрошення i m:

де Р н і i н - тиск і відповідне йому значення интен-сивности зрошення згідно ГОСТ Р 51043-94 і НПБ 87-2000.

Значення i н і Р н залежать від діаметра вихідного отвору.

Якщо зі зростанням тиску площа зрошення зменшується, то інтенсивність зрошення зростає більш істотно в порівнянні з рівнянням (IV. 1.1), однак при-цьому необхідно враховувати, що повинно скорочуватися і відстань між зрошувачами.

Якщо зі зростанням тиску площа зрошення увели-чивается, то інтенсивність зрошення може дещо підвищена-тися, залишатися незмінною або істотно зменшуватися. В цьому випадку розрахунковий метод визначення інтенсивності зрошення в залежності від тиску неприйнятний, тому відстань між зрошувачами можна визначити користуючись тільки епюрами зрошення.

Відзначаються на практиці випадки відсутності ефективно-сті гасіння АУП нерідко є наслідком неправильного розрахунку гідравлічних ланцюгів АУП (недостатньою інтенсив-ності зрошення).

Наведені в окремих проспектах зарубіжних фірм епюри зрошення характеризують видиму межу зони зрошення, яка є числовою характеристикою інтенсивності зрошення, і тільки вводять в оману фахівців про-проектних організацій. Наприклад, на епюрах зрошення універ-сального оросителя типу CU / P кордону зони зрошення не позначені числовими значеннями інтенсивності зрошення (див. Рис. IV.1.1).

Попередню оцінку подібних епюр можна вироб-вести в такий спосіб.

Згідно з графіком q \u003d f (K, Р) (Рис. IV. 1.2) визначається витрата з зрошувача при коефіцієнті продуктивності К, вка-занном в технічній документації, і тиску на відпо-ють епюрі.

Для зрошувача при До \u003d 80 і Р \u003d 0,07 МПа витрата со-ставлять q p \u003d 007 ~ 67 л / хв (1,1 л / c).

Згідно ГОСТ Р 51043-94 і НПБ 87-2000 при тиску 0,05 МПа зрошувачі концентрично зрошення з діаметром вихідного отвору від 10 до 12 мм повинні забезпечувати ін-інтенсивність не менше 0,04 л / (см 2).

Визначаємо витрата з зрошувача при тиску 0,05 МПа:

q p \u003d 0,05 \u003d 0,845 q p ≈ \u003d 0,93 л / c. (IV. 1.2)

Допускаючи, що зрошення в межах зазначеної площі зрошення радіусом R≈3,1 м (див. Рис. IV. 1.1, а) рівномірний і все вогнегасна речовина розподіляється тільки на захищатися-мую площа, визначаємо середню інтенсивність зрошення:

Таким чином, дана інтенсивність зрошення в межах наведеної епюри не відповідає нормативному значенню (необхідно не менше 0,04 л / (с * м 2). Для того щоб встановити, чи задовольняє дана конструкція зрошувача вимогам ГОСТ Р 51043-94 і НПБ 87- 2000 року на площі 12 м 2 (радіус ~ 2 м), потрібне проведення відповідних випробувань.

Для кваліфікованого проектування АУП в тех-чеський документації на зрошувачі повинні бути представлені епюри зрошення в залежності від тиску і висоти уста-новки. Подібні епюри універсального оросителя типу РПТК наведені на рис. IV. 1.3, а зрошувачів, вироблених ПО "Спецавтоматика" (м Бійськ), - в додатку 6.

Згідно з наведеними епюрах зрошення для даної конструкції зрошувачів можна зробити відповідні ви-води про вплив тиску на інтенсивність зрошення.

Наприклад, якщо зрошувач РПТК встановлений розеткою вгору, то при висоті установки 2,5 м інтенсивність зрошення практично не залежить від тиску. У межах площі зони радіусами 1,5; 2 і 2,5 м інтенсивність зрошення при пови-шеніі тиску в 2 рази зростає на 0,005 л / (с * м 2), т. Е. На 4,3-6,7%, що свідчить про значне збільшення площі зрошення. Якщо при підвищенні тиску в 2 рази площа зрошення залишиться незмінною, то інтенсивність зрошення повинна збільшитися в 1,41 рази.

При установці оросителя РПТК розеткою вниз інтенсивність зрошення зростає більш істотно (на 25-40%), що свідчить про незначне збільшення площі зрошення (при незмінній площі зрошення інтенсивність повинна була б збільшитися на 41%).

Вибір вогнегасної речовини, способу пожежогасіння і типу автоматичної установки пожежогасіння.

Можливі ОТВ вибирають відповідно НПБ 88-2001. З огляду на відомості застосовності ОТВ для АУП в залежності від класу пожежі і властивостей знаходяться матеріальних цінностей згодна з рекомендаціями для гасіння пожеж класу А1 (А1 горіння твердих речовин супроводжувані тлінням) підійде тонкорозпилену вода ТРВ.

У розрахунковому графічному завдання приймаємо АУП-ТРВ. В даному житловому будинку буде стрингерного водонаповнених (для приміщень з мінімальною температурою повітря 10˚С і вище). Спринклерні установки приймаються в приміщеннях з підвищеною пожежною небезпекою. Проектування установок ТРВ має здійснюється з урахуванням архітектурно-планувальних рішень приміщення, що підлягає і технічних параметрів, технічних установок ТРВ приведених до документації на розпилювачі або модульні установок ТРВ. Параметри проектованої стрінклерной АУП (інтенсивність зрошення витрата ОТВ мінімальна площа зрошення тривалість подачі води і максимальна відстань між стрінклернимі зрошувачами, визначаємо відповідно. В розділі 2.1 в РГЗ була певна група приміщень. Для захисту приміщень слід використовувати зрошувачі В3 - "Макстоп".

Таблиця 3

Параметри установки пожежогасіння.

2.3. Трасування систем пожежогасіння.

На малюнку зображена схема трасування, відповідно до якої необхідно встановити зрошувач в приміщенні, що підлягає:

Малюнок 1.

Кількість спринклерних зрошувачів в одній секції установки не обмежується. При цьому для видачі сигналу уточнюючого розташування загоряння будівлі, а також для включення систем оповіщення та димовидалення рекомендується встановлювати на живильних трубопроводах сигналізатори потоків рідини з характером спрацьовування. Для групи 4 мінімальна відстань від верхньої кромки предметів до зрошувачів має становити 0,5 метрів. Відстань від розетки спринклерного зрошувача встановлюються вертикально до площини перекриття повинна становити від 8 до 40 см. У проектованої АУП приймаємо це відстань рівне 0,2 м. В межах одного захищається елемента слід встановити поодинокі зрошувачі з однаковим діаметром, тип зрошувача буде визначено по результату гідравлічного розрахунку.

3. Гідравлічний розрахунок системи пожежогасіння.

Гідравлічний розрахунок спринклерної мережі виконують з метою:

1. Визначення витрати води

2. Порівняння питомої витрати інтенсивності зрошення з нормативною вимогою.

3. Визначення необхідного тиску водоживильник і найбільш економних діаметрів труб.

Гідравлічний розрахунок протипожежного водопроводу зводиться до вирішення трьох основних завдань:

1. Визначення тиску на вході в протипожежний водогін (на осі вихідного патрубка, насоса). Якщо задані розрахункова витрата води схема трасування трубопроводів, їх довжина і діаметр, а також тип арматури. В даному випадку розрахунок починається з визначення втрат тиску при русі води в залежності від діаметра трубопроводів і т.д. Закінчується розрахунок вибором марки насоса по розрахунковій витраті води і тиску на початку установки

2. Визначення витрати води по заданому тиску на початку протипожежного трубопроводу. Розрахунок починається з визначення гідравлічного опору всіх елементів трубопроводу і закінчується встановленням витрати води з заданого тиску на початку пожежного водопроводу.

3. Визначення діаметра трубопроводу та інших елементів по розрахунковій витраті води і тиску на початку трубопроводу.

Визначення необхідного напору при заданій інтенсивності зрошення.

Таблиця 4.

Параметри зрошувачів «Макстоп»

У розділі була прийнята спринклерна АУП, відповідно приймаємо, що будуть застосовуватися зрошувачі марки СІS- ПН 0 0,085 - зрошувачі спрінкрельние, водяні, спеціального призначення з потоком концентрической спрямованості встановлюються вертикально без декоративного покриття з коефіцієнтом продуктивності 0,085, номінальною температурою спрацьовування 57 о, розрахункова витрата води в диктує зрошувачі визначається за формулою:

Коефіцієнт продуктивності становить 0,085;

Необхідний вільний напір рівний 100 м.

3.2. Гідравлічний розрахунок розділових і живлять трубопроводів.

Для кожної секції пожежогасіння визначається найбільш віддалена або найбільш сама високорозташованого захищається зона, і гідравлічний розрахунок проводиться саме для цієї зони в межах розрахункової площі. Відповідно до виконаним видом трасування системи пожежогасіння, по конфігурації вона тупикова, що не симетрична з водопроводом ранковим тру НЕ поєднана. Вільний напір у диктує зрошувача становить 100 м, втрата напору на що подає ділянці рівні:

Ділянки довжина ділянки трубопроводу між зрошувачами;

Витрата рідини на ділянці трубопроводу;

Коефіцієнт, що характеризує втрату напору по довжині трубопроводу, для обраної марки становить 0,085;

Необхідний вільний напір у кожного наступного зрошувача являє собою суму, що складається з необхідного вільного напору у попереднього зрошувача, і втрата напору на ділянці трубопроводу між ними:

Витрата води піноутворювача з подальшого оросителя визначається за формулою:

У пункті 3.1 був визначений витрата диктує зрошувача. Трубопроводи водонаповнених установок повинні бути виконані з оцинкованої та нержавіючої сталі, діаметр трубопроводу визначають за формулою:

Ділянки витрата води, м 3 / с

Швидкість руху води м / с. приймаємо швидкість руху від 3 для 10 м / с

Діаметр і трубопроводу висловлюємо в мл і збільшуємо до найближчого значення (7). Труби з'єднаються звареним методом, фасонні деталі виготовляються на місці. Діаметри трубопроводу слід визначати на кожному розрахунковому ділянці.

Отримані результати гідравлічного розрахунку, зводимо в таблицю 5.

Таблиця 5.

3.3Определеніе необхідного напору в системі

Витрата води для пожежогасіння з мережі протипожежного водопроводу на підприємствах нафтопереробної та нафтохімічної промисловості повинен прийматися з розрахунку двох одночасних пожеж на підприємстві: одного пожежі у виробничій зоні і другої пожежі - в зоні сировинних або товарних складів горючих газів, нафти і нафтопродуктів.

Витрата води визначається розрахунком, але повинен прийматися не менше: для виробничої зони - 120 л / с, для складів - 150 л / с. Витрата і запас води повинен забезпечувати гасіння і захист устаткування стаціонарними установками і пересувний пожежною технікою.

За розрахунковий витрата води під час пожежі на складі нафти і нафтопродуктів слід приймати один з наступних найбільших витрат: на пожежогасіння і охолодження резервуарів (виходячи з максимальної витрати при пожежі одного резервуара); на пожежогасіння і охолодження залізничних цистерн, зливно-наливних пристроїв і естакад або на пожежогасіння зливно-наливних пристроїв для автомобільних цистерн; найбільший сумарний витрата на зовнішнє і внутрішнє пожежогасіння одного з будинків складу.

Витрати вогнегасних засобів слід визначати, виходячи з інтенсивності їх подачі (табл. 5.6) на розрахункову площу гасіння нафти і нафтопродуктів (наприклад, в наземних вертикальних резервуарах зі стаціонарною покрівлею за розрахункову площу гасіння приймається площа горизонтального перерізу резервуара).

Витрата води на охолодження наземних вертикальних резервуарів слід визначити розрахунком, виходячи з інтенсивності подачі води, що приймається по таблиці 5.3. Загальний витрата води визначається як сума витрат на охолодження палаючого резервуару та охолодження сусідніх з ним в групі.

Вільний напір у мережі протипожежного водопроводу у разі пожежі слід приймати:

· При охолодженні стаціонарною установкою - за технічною характеристикою кільця зрошення, але не менше 10 м на рівні кільця зрошення;

· При охолодженні резервуарів пересувної пожежної технікою за технічною характеристикою пожежних стволів, але не менше 40 м.

Розрахункову тривалість охолодження резервуарів (палаючого та сусідніх з ним) слід приймати:

· Наземних резервуарів при гасінні пожежі автоматичною системою - 4 год;

· При гасінні пересувної пожежної технікою - 6 год;

· Підземних резервуарів - 3 ч.

Загальний витрата води з водопровідної мережі для захисту апаратів колонного типу при умовному пожежі стаціонарними установками водяного зрошення приймається як сума витрат води на зрошення палаючого колонного апарату і двох сусідніх з ним, розташованих на відстані менше двох діаметрів найбільшого з них. Інтенсивність подачі води в розрахунку на 1 м 2 поверхні, що захищається апаратів колонного типу з ЗВГ і ЛЗР приймається рівною 0,1 л / (с × м 2).

Розрахунок кільцевого зрошувального трубопроводу розглянемо на прикладі охолодження бічній поверхні під час пожежі наземного вертикального резервуара з ЛЗР із стаціонарним дахом номінальним обсягом W \u003d 5000 м 3, діаметром d р \u003d 21 м і висотою H \u003d \u003d 15 м. Стаціонарна установка охолодження резервуара складається з горизонтального секційного кільця зрошення (зрошувального трубопроводу з пристроями розпилення води), що розміщується в верхньому поясі стінок резервуара, сухих стояків і горизонтальних трубопроводів, що з'єднують секційне кільце зрошення з мережею протипожежного водопроводу (рис. 5.5) .

Мал. 5.5. Схема ділянки водопровідної мережі з кільцем зрошення:

1 - ділянка кільцевої мережі; 2 - засувка на відгалуженні; 3 - кран для зливу води; 4 - сухий стояк і горизонтальний трубопровід; 5 - зрошувальний трубопровід з пристроями для розпилення води

Визначимо загальний витрата на охолодження резервуара при інтенсивності подачі води J \u003d 0,75 л / с на 1 м довжини його окружності (табл. 5.3) Q = Jp d р \u003d 0,75 × 3,14 × 21 \u003d 49,5 л / с.

У кільці зрошення в якості зрошувачів приймаємо дренчеpи з плоскою розеткою ДП-12 з діаметром вихідного отвору 12 мм.

Визначаємо витрату води з одного Дренчери за формулою,

де До - видаткова характеристика Дренчери, До \u003d 0,45 л / (с × м 0,5); H а \u003d 5 м -мінімальний вільний напор.Тогда л / с. Визначаємо кількість дренчеров. тоді Q = nq \u003d 50 × 1 \u003d 50 л / с.

Відстань між Дренчери при діаметрі кільця D к \u003d 22 м. м.

Діаметр відгалуження d нд підводить воду до кільця, при швидкості руху води V \u003d 5 м / с дорівнює м.

Приймаємо діаметр трубопроводу d НД \u003d 125 мм.

По кільцю від точки b до точки а вода піде по двох напрямах, тому діаметр труби кільцевого ділянки визначимо з умови пропуску половини загальної витрати м.

Для рівномірності зрошення стінок резервуара, тобто необхідності незначного перепаду напору в кільці зрошення у диктує (точка а) І найближчого до точки b дренчеров приймаємо d к \u003d 100 мм.

За формулою визначимо втрати напору h до в напівкільці м. \u003d 15 м..

Величина вільного напору на початку відгалуження враховується при визначенні характеристики насоса.

Для більш високих установок (наприклад, ректифікаційних колон) можна передбачити кілька перфорованих трубопроводів на різних відмітках. Напір найбільш високо розташованого трубопроводу з отворами необхідно приймати не більше 20-25 м.