Автоматическая установка пожаротушения

В зданиях с балочными перекрытиями (покрытиями) класса пожарной опасности  К0 и К1 с выступающими частями  высотой более 0,32 м, а в остальных  случаях - более 0,2 м, спринклерные оросители следует устанавливать между балками, ребрами плит и другими выступающими элементами перекрытия (покрытия) с учетом обеспечения равномерности орошения пола /16/.

Расстояние от розетки спринклерного  оросителя, устанавливаемого вертикально, до плоскости перекрытия (покрытия) должно составлять от 0,08 до 0,40 м. В проектируемой АУПТ принимаем это расстояние равным 0,2 м.    В пределах одного защищаемого помещения следует устанавливать однотипные оросители с одинаковым диаметром выходного отверстия. На рисунке 2.2 показано, на каком расстоянии друг от друга расположены элементы системы, согласно выполненной трассировке.

 

Рисунок 2.2 - Расположение оросителей в помещение, согласно выполненной трассировке системы.

Как видно из выполненной схемы трассировки системы пожаротушения, конфигурация системы - тупиковая. По компоновке –симметричная.

 

3ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ПОЖАРОТУШЕНИЯ

Гидравлический  расчет спринклерной сети имеет своей целью:

1. Определение расхода воды, т.  е. интенсивности орошения или удельного расхода, у «диктующих» оросителей;

2. Сравнение удельного расхода  (интенсивности орошения) с требуемым (нормативным),

3. Определение необходимого давления (напора) у водопитателей и наиболее экономных диаметров труб.

Гидравлический расчет противопожарного водопровода АУП сводится к решению  трех основных задач:

1. 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) в зависимости от диаметра трубопроводов, схемы их трассировки, типа установленной арматуры и т. д. Заканчивается расчет выбором марки насоса (или другого вида водопитателя) по расчетному расходу воды и давлению в начале установки.

2. 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.

3. 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.

3.1Определение необходимого напора у оросителя при заданной интенсивности орошения

 

На сегодняшний день выпускаются  три вида оросителей, монтируемых  розеткой вверх или вниз, с условным диаметром выходного отверстия 10, 12, 15 и 20 мм. Выбор вида и типа оросителя зависит от принятого огнетушащего средства, а также требуемой интенсивности орошения защищаемой площади.

Для правильного выбора типа оросителя  нужно определить необходимый свободный  напор на диктующем оросителе  по формуле

                                         ,                                         (3.1)

где I_н – нормативная интенсивность орошения защищаемой площади       огнетушащим веществом, л/(с×м²) (принимаемая по /16/  в зависимости от группы защищаемого помещения по опасности развития пожара);

     F_ор – нормативная площадь, защищаемая одним оросителем, м² Согласно /11/ F_ор = 9 м² ;

      K – коэффициент производительности оросителя.

В таблице 3.1 приведен расчет необходимого свободного напора для диктующего оросителя в защищаемом помещении в зависимости от вида оросителя.

Таблица 3.1 - Значения необходимого свободного напора

Тип оросителя (Водяной  спринклерный с  диаметром выходного  отверстия, мм)	Коэффициент производительности, К	Минимальный напор, Н	Необходимый свободный напор,H1			H-H
8	0,2	5			53,5
10	0,31	5			19,4
Продолжение таблицы 3.1 - Значения необходимого свободного напора
12	0,45	5			6,6
15	0,71	10			-5,4
20	1,25	15			-13,5
Эвольвентный ОЭ-16	0,27	15			17,1
ОЭ-25	0,66	15			9,6
ОЭ-50	2,73	15			-14,69

 

Для правильного выбора оросителя  необходимо принять тот ороситель, для которого разность  H и H^min положительна и имеет наименьшее значение. Как видно из приведенной выше Таблицы 3.1 данным условиям для защищаемого помещения удовлетворяет ороситель с диаметром выходного отверстия d_ск1=12 мм.

Спринклерные головки — это  специальные насадки, которые  ввертывают в трубы на расстоянии около 3—4 м  одна от другой. Отверстия спринклеров  закрыты стеклянными клапанами, удерживаемыми замком из медных или латунных пластинок. Последние спаяны легкоплавким сплавом (припоем) с температурой плавления 72, 93, 141 и 182°. В данном случае используем сплав, температура плавления которого 72⁰С, как сплав, который наиболее распространен. При повышении температуры, вызываемой пожаром, припой распаивается, и замок падает, открывая при этом отверстие спринклера. Вода, вытекающая под напором через отверстие, разбрызгивается при помощи розетки.

Расчётный расход воды  Q , л×с^-1  в диктующем оросителе определяется по формуле

    ,                                            (3.2)

где k - коэффициент производительности, принимаемый по таблице 3.1; 

      H - необходимый свободный напор, который также принимаем из таблицы 3.1

Определим значения Q диктующего оросителя для защищаемого помещения с учетом коэффициента К, определённого в разделе 2.2

,   л /с

3.2Гидравлический расчет распределительных и питающих  трубопроводов

 

Для каждой секции пожаротушения определяется самая удаленная или наиболее высоко расположенная защищаемая зона, и гидравлический расчет проводится именно для этой зоны в пределах минимальной площади орошения одним оросителем.

В соответствии с выполненным видом  трассировки  системы пожаротушения по конфигурации она тупиковая, по компоновке симметричная,  с внутренним трубопроводом не совмещена. Таким образом, гидравлический расчет распределительного трубопровода проведем следующим образом.

Свободный напор у «диктующего» (наиболее удаленного от насосной станции высокорасположенного)  оросителя H,  м определяется

,                                          (3.3)

Потери напора на подающем участке  равен

                                                ,                                          (3.4)

где L_уч- длина участка трубопровода между оросителями, м;

      Q_уч- расход жидкости на участке трубопровода, л/с;

       k₁-коэффициент, характеризующий потери напора по длине трубопровода (табл. 3.1).

Требуемый свободный напор у  каждого последующего оросителя  представляет собой сумму, состоящею из требуемого свободного напора у предыдущего оросителя и потерь напора на участке трубопровода между ними, т.е.

,                                        (3.5)

Расход воды или раствора пенообразователя из последующего оросителя (л/с) определяется по формуле

,                                          (3.6)

В п. 3.1 был определен расход диктующего оросителя

,   л /с;

H²=H¹+h_1-2

Q^1-2=Q¹=>

,

для определения коэффициента К₁ необходимо определить вид труб для распределительного трубопровода АУПТ. Диаметр трубопровода d, м определяют по формуле

,                                                (3.7)

где  Q_уч – расход воды, м³/с, принимаем согласно формуле 3.2;

       V – скорость движения воды, м/с, V=3-10 м/с. В данной системе принимаем скорость движения воды равной 3 м/с.

Диаметр трубопровода выражаем в миллиметрах и увеличиваем  до ближайшего значения, указанного в /7/, /9/. Трубы соединяются сварным  методом, фасонные детали изготавливаются на месте.  При проектировке автоматической системы пожаротушения используем стальные трубы из-за их высокой прочности и  высокого качества. Диаметры трубопровода будем определять на каждом расчетном участке

,

d_1-2=25 мм, => К₁= 3,44 , выбираем трубы стальные электросварные/7/.

Q_1-2=Q₁=1,23 л/с

h_1-2 =

м

H²=11,6+0,88= 12,48 м

  л/с

Расчет для последующих участков ветви распределительного трубопровода проведем аналогично участку 1-2.

Q_2-3=Q₂+Q_1-2

Q_2-3= 1,59+1,23=2,82  л/с

,

d_2-3=40 мм, => К₁=28,7, выбираем трубы стальные электросварные/7/.

h_2-3=

h_2-3=

H³=H²+h_2-3=12,48+0,55=13,03 м

  л/с

Q_3-а=Q₃+Q_2-3

Q_3-а= 1,62+2,82= 4,44 л/с

,

d_3-а=50 мм, => К₁=110, выбираем трубы стальные электросварные/7/.

h_3-а=

h_3-а=

H^а=H³+h_3-а=13,03+0,18=13,21 м

По компоновке система пожаротушения симметричная, следовательно, расход рядка I будет равен

Q_I=2Q_3-a                                                      (3.8)

Q_I=2∙4,44=8,88 л/с.

Определим напор  в точке  b.

Q_а-b=Q_I= 8,88 л/с

,

d_a-b=65 мм, => К₁=572, выбираем трубы стальные электросварные/7/.

h_a-b=

H^b= H^a+h_a-b                                                                         (3.9)

H^b=13,21+0,34=13,55    м

Рядок II рассчитывают по гидравлической характеристике B. Характеристики рядков, выполненных конструктивно одинаково, равны. Характеристику рядка II определяют по параметрам рядка I.

                                           ,                                           (3.10)

где В_pl-гидравлическая характеристика

Расход воды из рядка II определяют по формуле

                                           (3.11)

Определим напор  в точке c.

Q_b-c=Q_II+Q_a-b

Q_b-c= 8,99+8,88=17,87 л/с

,

d_b-c=100мм, => К₁=4322, выбираем трубы стальные электросварные/7/.

 м

H^c= H^b+h_b-c

Н^c= 13,55+0,185=13,735    м

Q_с-d=Q_III+Q_b-c

Q_c-d=9,05+17,87=26,92 л/с

d_с-d=125 мм, => К₁=13530, выбираем трубы стальные электросварные/7/

м

H^d= H^c+h_c-d

Н^d= 13,735+0,134=13,87 м

Q_d-e=Q_IV+Q_c-d

Q_d-e=9,09+26,92=36 л/с

d_d-e=125 мм, => К₁=13530, выбираем трубы стальные электросварные/7/

м

H^e= H^d+h_d-e

Н^e= 13,87+0,24=14,11 м

Q_e-f=Q_V+Q_d-e

Q_e-f=9,2+36=45,2 л/с

d_e-f=150 мм, => К₁=28690, выбираем трубы стальные электросварные/7/

м

H^f= H^e+h_e-f

H^f=14,11+0,046=14,16 м

Полученные результаты гидравлического  расчета для распределительной  системы АУПТ сведем в таблицу 3.2.