Техническая информация по монтажу автоматических систем водяного пожаротушения. «научный инновационный центр строительства и пожарной безопасности Время с момента срабатывания спринклерного оросителя
Установки водяного и пенного пожаротушения автоматические
ОРОСИТЕЛИ
Общие технические требования.
Методы испытаний
ГОСТ Р 51043-2002
Automatic water and foam fire fighting systems. Sprinklers, spray nozzles and water mist nozzles. General technical requirements. Test methods
Дата введения 2003–07–01
Издание официальное
УДК 614.844.2:006.354 ОКС13.220.30 Г88 ОКСТУ4854
Ключевые слова: водяные и пенные оросители, тепловой замок, термочувствительный элемент, температура срабатывания, время срабатывания, интенсивность орошения, общие технические требования, методы испытаний
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 274 “Пожарная безопасность”
3 ВЗАМЕН ГОСТ Р 51043-97
1 Область применения.
3 Определения и сокращения.
4 Классификация и обозначение.
5 Общие технические требования. .
6 Требования безопасности.
7 Правила приемки.
8 Методы испытаний.
9 Транспортирование и хранение.
Приложение А Метод определения показателей тепловой инерционности спринклерных оросителей
Приложение B Библиография.
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на водяные и пенные оросители, предназначенные для разбрызгивания или распыления воды и водных растворов и применяемые в автоматических установках пожаротушения для тушения и блокирования пожара.
Настоящий стандарт устанавливает общие технические требования оросителей и методы их испытаний.
Требования 5.1.1.3; 5.1.1.6; 5.1.1.8–5.1.1.10; 5.1.3.2; 5.1.3.5; 5.1.3.6; 5.1.4.1; 5.1.4.3-5.1.4.8; 5.2.3;
5.3.1–5.3.3; 6.1; 6.2 являются обязательными, остальные – рекомендуемыми.
ГОСТ 2.601–95 Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документы
ГОСТ 12.2.003–91 Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие требования безопасности
ГОСТ 27.410–87 Надежность в технике. Методы контроля показателей надежности и планы контрольных испытаний на надежность
ГОСТ 6211–81 Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трубная коническая
ГОСТ 6357–81 Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба трубная цилиндрическая
ГОСТ 6424–73 Зев (отверстие), конец ключа и размер “под ключ”
ГОСТ 13682–80 Места под ключи гаечные. Размеры
ГОСТ 15150–69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды
ГОСТ 16093–81 Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Допуски. Посадки с зазором
3 Определения и сокращения
3.1 В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями:
3.1.1 ороситель : Устройство, предназначенное для тушения, локализации или блокирования пожара путем разбрызгивания или распыления воды и/или водных растворов.
3.1.2 спринклерный ороситель : Ороситель с запорным устройством выходного отверстия, вскрывающимся при срабатывании теплового замка.
3.1.3 дренчерный ороситель : Ороситель с открытым выходным отверстием.
3.1.4 ороситель с управляемым приводом : Ороситель с запорным устройством выходного отверстия, вскрывающимся при подаче внешнего управляющего воздействия (электрического, гидравлического, пневматического, пиротехнического или комбинированного).
3.1.5 ороситель для подвесных потолков и стеновых панелей : Ороситель общего назначения, вмонтированный в подвесных потолках или стеновых панелях.
3.1.6 углубленный ороситель : Ороситель для подвесных потолков и стеновых панелей, у которого корпус или дужки частично находятся в углублении потолка или стены.
3.1.7 потайной ороситель : Ороситель для подвесных потолков и стеновых панелей, у которого корпус, дужки и частично термочувствительный элемент находятся в углублении потолка или стены.
3.1.8 скрытый ороситель : Ороситель для подвесных потолков и стеновых панелей, устанавливаемый заподлицо с подвесным потолком или стеной, скрытый термочувствительной декоративной крышкой.
3.1.9 ороситель общего назначения : Розеточный ороситель традиционной конструкции, устанавливаемый под потолком или на стене и предназначенный для тушения или локализации пожара в зданиях и помещениях различного назначения.
3.1.10 ороситель специального назначения : Ороситель, предназначенный для выполнения специальной задачи по тушению, локализации или блокированию распространения пожара.
3.1.11 ороситель для водяной завесы : Ороситель, предназначенный для блокирования пожара путем создания водяных завес.
3.1.12 ороситель для стеллажных складов : Ороситель, предназначенный для тушения пожаров во внутристеллажном пространстве.
3.1.13 ороситель для пневмо- и массопроводов : Ороситель, предназначенный для предотвращения распространения пожара по пневмо- и массокоммуникациям.
3.1.14 ороситель для предупреждения взрывов : Ороситель, предназначенный для предотвращения возникновения взрыва.
3.1.15 ороситель для жилых домов : Ороситель, предназначенный для тушения пожаров в жилом секторе.
3.1.16 разбрызгиватель : Ороситель, предназначенный для разбрызгивания воды или водных растворов (средний диаметр капель в разбрызгиваемом потоке более 150 мкм).
3.1.17 распылитель : Ороситель, предназначенный для распыления воды или водных растворов (средний диаметр капель в распыленном потоке 150 мкм и менее)
3.1.18 тепловой замок : Устройство, состоящее из термочувствительного элемента, удерживающего запорный орган спринклерного оросителя, и срабатывающее при достижении температуры, равной температуре срабатывания термочувствительного элемента.
3.1.19 термочувствительный элемент : Устройство, разрушающееся или меняющее свою первоначальную форму при заданной температуре.
3.1.20 ширина завесы : Фронтальная протяженность защищаемой площади, в пределах которой обеспечивается заданное значение удельного расхода.
3.1.21 глубина завесы : Перпендикулярная к ширине завесы протяженность защищаемой площади, в пределах которой обеспечивается заданный удельный расход.
3.1.22 водяная завеса : Поток воды или ее растворов, препятствующий распространению через него пожара и/или способствующий предупреждению прогрева технологического оборудования до предельно допустимых температур.
3.1.23 защищаемая площадь : Площадь, средняя интенсивность и равномерность орошения которой не менее нормативной или установочной в ТД.
3.1.24 номинальная температура срабатывания : Нормативная температура спринклерного оросителя, при которой должно обеспечиваться срабатывание его термочувствительного элемента.
3.1.25 условное время срабатывания (условное статическое время срабатывания спринклерного оросителя) : Время с момента помещения спринклерного оросителя в термостат температурой, превышающей номинальную температуру срабатывания на 30 °С, до срабатывания теплового замка спринклерного оросителя.
3.1.26 условное динамическое время срабатывания спринклерного оросителя : Время с момента помещения спринклерного оросителя в канал с потоком прокачиваемого воздуха заданной температуры, превышающей номинальную температуру срабатывания, до срабатывания теплового замка спринклерного оросителя.
3.1.27 номинальное время срабатывания : Нормативное время срабатывания спринклерного оросителя и оросителя с внешним приводом, указанное в настоящем стандарте или в ТД на данный вид изделия.
3.1.28 коэффициент производительности : Относительная величина, характеризующая пропускную способность оросителя по подаче огнетушащих веществ (ОТВ).
3.1.29 удельный расход водяной завесы : Расход, приходящийся на один погонный метр ширины завесы в единицу времени.
3.1.30 интенсивность орошения : Расход, приходящийся на единицу площади в единицу времени. 3.2 В настоящем стандарте приняты следующие сокращения:
Р– давление, МПа;
S – защищаемая площадь, м 2 ;
Н– высота установки оросителя от верхних кромок мерных банок до розетки оросителя, м;
L – ширина защищаемой зоны, м;
В – глубина защищаемой зоны, м;
d y – условный диаметр выходного отверстия, мм.
4 Классификация и обозначение
4.1 Оросители подразделяют:
4.1.1 По наличию теплового замка или привода для срабатывания на:
Спринклерные (С);
Дренчерные (Д);
С управляемым приводом: электрическим (Э), гидравлическим (Г), пневматическим (П), пиротехническим (В);
Комбинированные (К).
4.1.2 По назначению на:
Общего назначения (О), в том числе предназначенные для подвесных потолков и стеновых панелей: углубленные (У), потайные (П), скрытые (К);
Предназначенные для завес (3);
Предназначенные для стеллажных складов (С);
Предназначенные для пневмо- и массопроводов (М);
Предназначенные для предупреждения взрывов (В);
Предназначенные для жилых домов (Ж);
Специального назначения (S).
4.1.3 По конструктивному исполнению на:
Розеточные (Р);
Центробежные (эвольвентные) (Ц);
Диафрагменные (каскадные) (Д);
Винтовые (В);
Щелевые (Щ);
Струйные (С);
Лопаточные (Л);
Прочие конструкции (П).
Примечание – При акустическом распылении к букве, обозначающей конструктивное исполнение, добавляют нижний буквенный индекс “а”.
4.1.4 По виду используемого огнетушащего вещества (ОТВ):
На водяные (В);
Для водных растворов (Р), в том числе пенные (П);
На универсальные (У).
4.1.5 По форме и направленности потока огнетушащего вещества на:
Симметричные: концентричные, эллипсоидные (0);
Неконцентричные односторонней направленности (1);
Неконцентричные двусторонней направленности (2);
Прочие (3).
4.1.6 По капельной структуре потока ОТВ на:
Разбрызгиватели;
Распылители.
4.1.7 По виду теплового замка:
С плавким термочувствительным элементом (П);
С разрывным термочувствительным элементом (Р);
С упругим термочувствительным элементом (У);
С комбинированным тепловым замком (К).
4.1.8 По монтажному расположению на устанавливаемые:
Вертикально, поток ОТВ из корпуса направлен вверх (В);
Вертикально, поток ОТВ из корпуса направлен вниз (Н);
Вертикально, поток ОТВ из корпуса направлен вверх или вниз (универсальные) (У);
Горизонтально, поток ОТВ направлен вдоль оси распылителя (Г);
Вертикально, поток ОТВ из корпуса направлен вверх, а затем в сторону (вдоль направляющей лопатки или образующей корпуса оросителя) (Г В);
Вертикально, поток ОТВ из корпуса направлен вниз, а затем в сторону (вдоль направляющей лопатки или образующей корпуса оросителя) (Г Н);
Вертикально, поток ОТВ из корпуса направлен вверх или вниз, а затем в сторону (вдоль направляющей лопатки или образующей корпуса оросителя) (универсальные) (Г У);
В любом пространственном положении (П).
4.1.9 По виду покрытия корпуса:
Без покрытия (о);
С декоративным покрытием (д);
С антикоррозионным покрьпием (а)
4.1.10 По способу создания диспергированного потока оросители подразделяют на:
Прямоструйные;
Ударного действия;
Завихренные.
4.2 Обозначение оросителей должно иметь следующую структуру:
Примечания
1 В обозначении дренчерных оросителей вид теплового замка и номинальную температуру срабатывания не приводят
2 Рабочую коррозионную среду приводят, если оросители предназначены для использования в коррозионной среде: аммиачной (NH 3), двуокиси серы (SО 2), соляных брызг (С). При возможности использования оросителя в нескольких коррозионных средах перечисляют через запятую эти среды. В обозначении оросителя, в котором отсутствуют параметры рабочей коррозионной среды, рабочую коррозионную среду не приводят.
3 Перед структурным обозначением распылителя вместо слова “Ороситель” указывают “Распылитель”
4.3 Примеры условного обозначения:
спринклерного водяного оросителя специального назначения с концентричным потоком ОТВ, диафрагменного, устанавливаемого вертикально, поток ОТВ направлен вверх, с антикоррозионным покрытием, коэффициентом производительности, равным 1,26, присоединительным размером G 1 1 / 2 , тепловым замком в виде разрывного элемента (термоколбы), номинальной температурой срабатывания 68 o С, климатическим исполнением О, категорией размещения 4, тип согласно ТД - “РОЗА”:
Ороситель CBSO-ДВа 1,26 – G 1 l / 2 / P68.04 – “РОЗА”
дренчерного водяного распылителя общего назначения, предназначенного для распыливания ОТВ, с потоком ОТВ односторонней направленности, щелевого конструктивного исполнения, устанавливаемого в любом положении в пространстве, без покрытия, коэффициентом производительности, равным 0,45, присоединительным размером R 1 / 2 климатическим исполнением О, категорией размещения 2, тип согласно ТД – “Туман”:
Распылитель ДВ01-ЩП 0,45 – R 1 /02 – “Туман”
5 Общие технические требования
5.1 Характеристики
5.1.1 Требования назначения
5.1.1.1 Оросители должны соответствовать требованиям настоящего стандарта и ТД на конкретный вид оросителя, утвержденным в установленном порядке.
5.1.1.2 Коэффициент производительности – по ТД.
5.1.1.3 Значение интенсивности орошения или удельного расхода ОТВ должно соответствовать приведенным в таблице 1.
Таблица 1
| Наименование и характеристика показателя | Оросители водяные | Оросители пенные общего назначения | |||
| общего назначения, в том числе для подвесных потолков,стеновых панелей и жилых домов | для завес | для стеллажных складов | для пневмо- и массопроводов, предупреждения взрывов и специального назначения | ||
| 1 Интенсивность орошения, дм 3 /мЧ с), не менее, при: S= 12 м 2 ; Н = 2,5м; Р = 0,1(Р=0,3) МПа; d у, мм: | |||||
| от 8 до 10 | 0,028 (0,045) | – | – | – | – |
| ” 10 ” 12 | 0,056 (0,090) | – | – | – | – |
| ” 12 ” 15 | 0,070(0,115) | – | – | – | – |
| ” 15 ” 20 | 0,12 (0,20) | – | – | – | – |
| 20 и более | 0,24 (0,40) | – | – | – | – |
| S = 12 м 2 ; Н = 2,5 м; Р= 0,15 (Р = 0,30) МПа; d у, мм: | |||||
| от 8 до 10 | – | – | – | – | 0,040 (0,056) |
| ” 10 ” 15 | – | – | – | – | 0,070 (0,098) |
| 15 и более | – | – | – | – | 0,160 (0,224) |
| S= 3 м 2 ; Н согласно ТД; Р = 0,1 МПа; d у, мм: | |||||
| 10 | – | – | 0,2 | – | – |
| 12 | – | – | 0,3 | – | – |
| 15 | – | – | 0,4 | – | – |
| Р, S, Н согласно ТД | – | – | – | По ТД | – |
| 2 Удельный расход при Р, L, В, H – согласно ТД, дм 3 /(мЧ с) | По ТД | ||||
| Примечания 1 Для оросителей
общего назначения и подвесных потолков
монтажного расположения В, Н и У поверхность,
защищаемая одним оросителем, должна иметь форму
круга площадью не менее 12 м 2 , а для
расположения Г, Г в, Г н и Г у –
форму прямоугольника размером не менее 4х3 м. 2 Форма защищаемой площади, в пределах которой обеспечивается заданная интенсивность орошения для внутристеллажного пространства стеллажных складов, – по ТД. 3 Давление, высота установки оросителя, форма и размер защищаемой площади, в пределах которых обеспечивается заданная интенсивность орошения оросителями для пневмо- и массопроводов и специального назначения, – по ТД. 4 Для пенных оросителей кратность пены должна быть не менее 5. |
|||||
5.1.1.4 Максимальное рабочее давление оросителей – не менее 1 МПа.
5.1.1.5 Коэффициент равномерности орошения оросителей–не более 0,5 (для оросителей, предназначенных для пневмо- и массопроводов, предупреждения взрывов и специального назначения, коэффициент равномерности не регламентируется).
5.1.1.6 Номинальная температура срабатывания спринклерных оросителей, предельное отклонение номинальной температуры срабатывания, номинальное время срабатывания и маркировочный цвет окраски оросителей должны соответствовать значениям, приведенным в таблице 2.
Таблица 2
| Номинальная температура срабатывания оросителя, о С | Предельное отклонение номинальной температуры срабатывания оросителя, о С | Номинальное время срабатывания, с, не более | Маркировочный цвет жидкости в стеклянной термоколбе (разрывном термочувствительном элементе) или дужек оросителя (в плавком и упругом термочувствительном элементе) |
| 57 | ±3 | 300 | Оранжевый |
| 68 | ±3 | 300 | Красный |
| 72 | ±3 | 330 | То же |
| 74 | ±3 | 330 | ” |
| 79 | ±3 | 330 | Желтый |
| 93 | ±3 | 380 | Зеленый |
| 100 | ±3 | 380 | То же |
| 121 | ± 5 | 600 | Голубой |
| 141 | ±5 | 600 | То же |
| 163 | ±5 | 600 | Фиолетовый |
| 182 | ±5 | 600 | То же |
| 204 | ±7 | 600 | Черный |
| 227 | ±7 | 600 | То же |
| 240 | ±7 | 600 | ” |
| 260 | ±7 | 600 | ” |
| 343 | ±7 | 600 | ” |
| Примечания 1 При номинальной
температуре срабатывания теплового замка от 57 до
74 о С включительно дужки оросителей не
окрашивают. 2 При использовании в качестве разрывного термочувствительного элемента стеклянной термоколбы дужки оросителя допускается не окрашивать. 3 Условное время срабатывания спринклерных оросителей для подвесных потолков не должно превышать 231 с (для оросителей с температурой срабатывания до 79 °С) и 189 с (для оросителей с температурой срабатывания от 79 о С и выше). |
|||
5.1.1.7 Предельно допустимая температура эксплуатации спринклерных оросителей должна быть не менее указанной в таблице 3. Предельно допустимая температура эксплуатации дренчерных оросителей – по ТД на данное изделие.
Таблица 3
| Номинальная температура срабатывания, о С | Предельно допустимая рабочая температура, о С | ||
| 57 | До 38 включ. | 141 2) | От 71 до 100 |
| 68 | ” 50 ” | 163 1) | ” 101 ” 120 |
| 72") | ” 52 ” | 182^ | ” 101 ” 140 |
| 74 1) | ” 52 ” | 204° | ” 141 ” 162 |
| 79 | От 51 до 58 | 227^ | ” 141 ” 185 |
| 93 2) | ” 53 ” 70 | 240^ | ” 186 ” 200 |
| 100;; | ” 71 ” 77 | 260 | ” 201 ” 220 |
| 121 й | ” 78 ” 86 | 343 | ” 221 ” 300 |
| 1) Только у оросителей с
плавким термочувствительным элементом. 2) У оросителей как с плавким, так и разрывным термочувствительным элементом (термоколбой). Примечание – У оросителей, номинальная температура срабатывания которых 57, 68, 79, 260 и 343 о С, термочувствительным элементом является термоколба. |
|||
5.1.1.8 При срабатывании теплового замка спринклерного оросителя от источника тепла заклинивание и зависание деталей теплового замка не допускаются.
5.1.1.9 Розеточные разбрызгиватели условным диаметром 8 мм и более должны быть сконструированы таким образом, чтобы сфера диаметром 6 мм могла свободно проходить через проходной канал в штуцере и выходное отверстие.
5.1.1.10 Средний диаметр капель в водяном факеле, образуемом распылителем, должен быть не более 150 мкм.
5.1.1.11 Гидравлические параметры распылителя – по ТД на данное изделие.
5.1.2 Требования надежности
5.1.2.1 Вероятность безотказной работы спринклерных оросителей в режиме ожидания– не менее 0,99 за время не менее 2000 ч.
5.1.2.2 Назначенный срок службы – не менее 10 лет. 5.1.3 Требования стойкости к внешним воздействиям
5.1.3.1 Ороситель не должен иметь механических повреждений после воздействия на него синусоидальной вибрации при частоте от 5 до 40 Гц и амплитуде перемещения 1 мм.
5.1.3.2 Ороситель общего назначения не должен иметь признаков деформации после падения на него с высоты 1 м стального груза массой, равной массе оросителя.
5.1.3.3 Спринклерный ороситель не должен давать утечку и иметь механических повреждений корпуса и запорного устройства после воздействия на него гидравлического удара – циклического давления, изменяющегося от 0,4 до 2,5 МПа со скоростью 10 МПа/с.
5.1.3.4 Розетка, дужки и/или корпус оросителя не должны иметь признаков деформации или повреждений после разбрызгивания или распыления воды под давлением 1,25 Р раб.mах, 1,25 МПа.
5.1.3.5 Спринклерные оросители должны выдерживать пробное гидравлическое давление 3 МПа.
5.1.3.6 Спринклерные оросители должны быть герметичны при гидравлическом давлении 1,5 МПа и пневматическом давлении 0,6 МПа.
5.1.3.7 Спринклерные оросители с разрывным термочувствительным элементом (термоколбой) должны выдерживать вакуум-давление 15 кПа абс.
5.1.3.9 При нагреве спринклерного оросителя с разрывным термочувствительным элементом (термоколбой) в одной жидкости до температуры на 10 °С ниже номинальной температуры срабатывания, а затем при охлаждении его в другой жидкости температурой, равной 10 о С, не должно быть повреждений теплового замка.
5.1.3.10 При нагревании оросителей с разрывным термочувствительным элементом (термоколбой) до температуры, которая на 5 °С ниже нижнего предельного значения номинальной температуры срабатывания, указанного в таблице 2, термочувствительный элемент (термоколба) не должен иметь повреждений.
5.1.3.11 Корпус оросителя должен выдерживать температуру от минус 60 до плюс 800 о С.
5.1.3.12 После воздействия на ороситель в течение 10 сут водного раствора аммиака при температуре 34 °С не должно быть разрушения деталей, зашлакования проходного канала и выходного отверстия оросителя.
5.1.3.13 После воздействия на ороситель в течение 16 сут двуокиси серы при температуре 45 °С не должно быть разрушения деталей, зашлакования проходного канала и выходного отверстия оросителя.
5.1.3.14 После воздействия на ороситель в течение 10 сут туманной среды из соляных брызг при температуре 35 °С не должно быть разрушения деталей, зашлакования проходного канала и выходного отверстия оросителя.
5.1.4 Конструктивные требования
5.1.4.1 Присоединительные резьбовые размеры оросителей приведены в таблице 4.
Таблица 4
5.1.4.2 Условный диаметр и наружная присоединительная резьба оросителей для пневмо- и массопроводов, а также оросителей специального назначения должны соответствовать ТД на изделия.
5.1.4.3 Оросители должны иметь размер присоединительной резьбы по ГОСТ 6211, ГОСТ 6357, ГОСТ 16093.
5.1.4.4 Оросители должны иметь размеры “под ключ” по ГОСТ 6424 и ГОСТ 13682 или под “спецключ”, входящий в комплект поставки партии оросителей.
5.1.4.5 Конструкция оросителей должна исключать возможность их регулирования, разборки и повторной сборки в процессе эксплуатации.
5.1.4.6 Выходные отверстия распылителей должны быть защищены от воздействия загрязняющих факторов внешней среды.
5.1.4.7 Защитные приспособления (декоративные корпуса, колпачки) не должны снижать эффективность действия оросителей при разбрызгивании или распылении.
5.1.4.8 Все оросители с выходным отверстием условным диаметром (или одним из линейных размеров) менее 8 мм должны быть снабжены конструктивно встроенными фильтрами, выполненными из коррозионно-стойкого материала. Минимальный размер ячеек (отверстий) фильтра должен быть не более 80 % минимального размера защищаемого выходного отверстия.
5.2 Комплектность
5.2.1 В комплект поставки совместно с оросителями входит:
Техническое описание, инструкция по монтажу и эксплуатации;
Паспорт (или паспорт, совмещенный с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации по ГОСТ 2.601);
Комплект инструмента и принадлежностей, необходимых для монтажа и обслуживания.
5.2.2 Документация должна быть представлена на русском языке в том виде, в каком она будет поставляться отечественным потребителям.
5.2.3 В паспорте на оросители, кроме требований, изложенных в 5.1, должны быть указаны:
Для оросителей общего назначения и оросителей для подвесных потолков – давление, при котором обеспечивается нормативная интенсивность орошения защищаемой площади, а также эпюры интенсивности орошения с высоты 2,5 м при давлении 0,1; 0,2; 0,3 и 0,4 МПа;
Для оросителей для водяных завес – давление, высота установки оросителя, форма и размер водяной завесы (защищаемой площади), в пределах которых обеспечивается нормативный удельный расход или удельный расход по ТД, а также эпюры удельного расхода с фиксированного расстояния при давлении 0,1; 0,2; 0,3 и 0,4 МПа.
5.3 Маркировка
5.3.1 На ороситель должна быть нанесена маркировка, содержащая:
Товарный знак предприятия-изготовителя;
Номинальную температуру срабатывания спринклерного оросителя;
Коэффициент производительности;
Наличие теплового замка или управляемого привода: С – спринклерный (допускается не наносить), Д – дренчерный (допускается не наносить); с управляемым приводом: Э – электрическим, Г – гидравлическим, П – пневматическим, В – пиротехническим, К – комбинированным;
Назначение: О – общего назначения; для подвесных потолков и стеновых панелей: У – углубленные, П - потайные, К – скрытые; 3 – для завес; С – для стеллажных складов; М – для пневмо- и массопроводов; В – для предупреждения взрывов; Ж – для жилых домов; S – специального назначения;
Условное обозначение ОТВ (для воды допускается не наносить): В–водяные, Р–для водных растворов, П – пенные, У – универсальные;
Монтажное расположение: В – устанавливаемые вертикально, поток ОТВ из корпуса направлен вверх; Н – устанавливаемые вертикально, поток ОТВ из корпуса направлен вниз; У – устанавливаемые вертикально, поток ОТВ из корпуса направлен вверх или вниз (универсальные); Г – устанавливаемые горизонтально, поток ОТВ направлен вдоль направляющей лопатки; Г в – устанавливаемые вертикально, поток ОТВ из корпуса направлен вверх, а затем в сторону (вдоль направляющей лопатки или образующей корпуса оросителя); Г н – устанавливаемые вертикально, поток ОТВ из корпуса направлен вниз, а затем в сторону (вдоль направляющей лопатки или образующей корпуса оросителя); Гу – устанавливаемые вертикально, поток ОТВ из корпуса направлен вверх или вниз, а затем в сторону (вдоль направляющей лопатки или образующей корпуса оросителя) (универсальные); П – устанавливаемые в любом пространственном положении;
Присоединительный размер оросителя: буквенно-цифровое обозначение, например М20 – метрическая резьба диаметром 20 мм, G1 – трубная цилиндрическая резьба диаметром 1 дюйм, R2 – трубная коническая резьба диаметром 2 дюйма (для оросителей с конической резьбой R3/8, 1/2, 3/4 присоединительный размер допускается не проставлять);
Год выпуска;
5.3.2 Маркировку условного обозначения оросителя проставляют в буквенном обозначении:
первая буква отражает наличие теплового замка или управляемого привода, вторая – назначение, третья – условное обозначение ОТВ, четвертая буква отражает монтажное положение – проставляют через тире, пятый знак – присоединительный размер оросителя (допускается проставлять отдельно).
Пример маркировки: “ВМП-ВМ20>-> или “ВМП-В> и “М20” – спринклерный ороситель с пиротехническим приводом, предназначенный для пневмо- и массопроводов, огнетушащим веще-сгвом является пенный раствор, устанавливаемый вертикально, поток ОТВ из корпуса направлен вверх, резьба метрическая диаметром 20 мм.
Коэффициент производительности проставляют отдельно.
Номинальную температуру срабатывания спринклерного оросителя проставляют с указанием единицы измерения (°С), а также цветовым обозначением в зависимости от номинальной температуры срабатывания в соответствии с таблицей 2.
Год выпуска проставляют числовым обозначением, например “02”.
Маркировку условного обозначения оросителя, коэффициента производительности, номинальной температуры, года выпуска проставляют в любом месте корпуса или розетки оросителя.
5.3.3 Маркировку следует проводить любым способом, обеспечивающим ее четкость и сохранность в течение всего срока службы оросителя.
5.4 Упаковка
5.4.1 Упаковка должна исключать свободное перемещение оросителей.
5.4.2 В каждую тару должен быть вложен паспорт и упаковочный лист, содержащий:
Наименование, тип и основные параметры оросителей;
Число оросителей;
Номер партии;
Дату упаковки.
6 Требования безопасности
6.1 Требования безопасности – по ГОСТ 12.2.003.
7 Правила приемки
7.1 Оросители следует подвергать испытаниям:
Приемосдаточным;
Периодическим;
Типовым;
Сертификационным.
7.2 Номенклатура приемосдаточных и периодических испытаний должна соответствовать таблице 5.
Испытаниям на герметичность и вакуум при приемосдаточных испытаниях подвергают всю партию оросителей.
Таблица 5
| Вид испытаний и проверок | Номер пункта | Необходимость проведения испытаний | |||
| технических требований | методов испытаний | приемосдаточных | периодических | сертификационных | |
| 1 Проверка наличия технических показателей на оросители | 5.1.1.2-5.1.1.7, 5.1.1.11, 5.2.3 | 8.1 | + | + | + |
| 2 Визуальный осмотр, проверка комплектности поставки и соответствия оросителей конструктивным требованиям | 5.1.4.1-5.1.4.8, 5.2.1, 5.2.2 | 8.1 | + | + | + |
| 3 Проверка маркировки | 5.3.1-5.3.3 | 8.1 | + | + | + |
| 4 Инструментальная проверка размеров на соответствие технической документации | 5.1.4.1-5.1.4.4 | 8.1 | + | + | + |
| 5 Испытание на устойчивость к климатическим воздействиям | 5.1.3.8 | 8.2 | – | + | – |
| 6 Испытание на виброустойчивость 1) | 5.1.3.1 | 8.3 | – | + | – |
| 7 Испытание на устойчивость к воздействию водного раствора аммиака 2) | 5.1.3.12 | 8.4 | – | + | – |
| 8 Испытание на устойчивость к воздействию двуокиси серы 2) | 5.1.3.13 | 8.5 | – | + | – |
| 9 Испытание на устойчивость к воздействию туманной среды из соляных брызг 2) | 5.1.3.14 | 8.6 | – | + | – |
| 10 Испытание на удароустойчивость | 5.1.3.2 | 8.7 | – | + | + |
| 11 Испытание на устойчивость к воздействию смены температур | 5.1.3.9 | 8.8 | – | + | – |
| 12 Испытание на теплостойкость | 5.1.3.10 | 8.9 | – | + | – |
| 13 Испытание на гидравлический удар | 5.1.3.3 | 8.10 | + | + | – |
| 14 Испытание на вакуум | 5.1.3.7 | 8.11 | + | + | – |
| 15 Испытание на прочность гидравлическим давлением | 5.1.3.5 | 8.12 | + | + | + |
| 16 Испытание на герметичность гидравлическим и пневматическим давлением | 5.1.3.6 | 8.13 | + | + | + |
| 17 Испытание на срабатывание теплового замка | 5.1.1.8 | 8.18 | – | + | + |
| 18 Проверка температуры срабатывания | 5.1.1.6 | 8.14 | + | + | + |
| 19 Проверка условного времени срабатывания | 5.1.1.6 | 8.15-8.17 | – | + | + |
| 20 Проверка термостойкости корпуса 3) | 5.1.3.11 | 8.19 | – | + | – |
| 21 Проверка проходного канала | 5.1.1.9 | 8.20 | – | + | + |
| 22 Испытание на прочность розетки, дужек и/или корпуса | 5.1.3.4 | 8.21 | – | + | – |
| 23 Проверка коэффициента производительности | 5.1.1.2 | 8.22 | – | + | + |
| 24 Проверка защищаемой площади. равномерности и интенсивности орошения (для оросителей общего назначения и оросителей для подвесных потолков) | 5.1.1.3, 5.1.1.5 | 8.23 | + | + | |
| 25 Проверка защищаемой площади, равномерности и интенсивности орошения (для оросителей, предназначенных для стеллажных складов) | 5,1.1.3, 5.1.1.5 | 8.24 | + | + | |
| 26 Проверка защищаемой площади, интенсивности орошения (для оросителей, предназначенных для пневмо- и массопро-водов и специального назначения) 2) | 5.1.1.3 | 8.41 | + | + | |
| 27 Проверка равномерности орошения, удельного расхода, формы и размера водяной завесы (защищаемой площади) | 5.1.1.3, 5.1.1 5 | 8.27-8.39 | – | + | + |
| 28 Проверка кратности пены, защищаемой площади, равномерности и интенсивности орошения (для пенных оросителей) | 5.1.1.3, 5.1.1.5 | 8.40 | – | + | + |
| 29 Проверка защищаемой площади, равномерности и интенсивности орошения (для распылителей) | 5.1.1.3, 5.1.1.5, 5.1.1.11 | 8.25 | – | + | + |
| 30 Проверка среднего диаметра капель распылителей | 5.1.1.10 | 8.26 | – | + | + |
| 31 Проверка параметров управляемого привода (рабочего напряжения, тока, сопротивления изоляции или давления рабочего тела) | 6.2 | 8.42 | - | + | + |
| 1) Испытания не проводит,
если конструкция оросителя выполнена монолитной
без составных частей. 2) Испытания проводят при наличии в ТД соответствующих параметров. 3) Испытаниям на термостойкость подвергают конструкции оросителей с внешним приводом по методике, изложенной в ТД или разработанной испытательной лабораторией. При сертификационных испытаниях дополнительный объем испытаний на данный ороситель определяет испытательная лаборатория. Примечание – Знак “+” означает, что испытания проводят, знак “–” – испытания не проводят. |
|||||
7.3 Периодические испытания проводят не реже одного раза в год не менее чем на 25 оросителях. Алгоритм проведения периодических испытаний оросителей представлен на рисунке 1.
Примечание –
– цифра в квадрате обозначает номер испытания (пункт таблицы 5);
– цифра над стрелкой обозначает количество оросителей, подвергаемых данному виду испытаний;
Рисунок 1 – Алгоритм проведения периодических испытаний оросителей
7.4 Типовые испытания проводят при изменении технологии, конструкции, замене материала и других изменениях в полном объеме периодических испытаний.
7.5 Испытания на вероятность безотказной работы (на надежность) спринклерных оросителей следует проводить не реже одного раза в три года. Испытаниям подвергают оросители, прошедшие испытания по пунктам 1–4 и 16 таблицы 5.
7.6 Сертификационные испытания проводят не менее чем на 28 оросителях. Алгоритм проведения сертификационных испытаний оросителей представлен на рисунке 2.
Примечание:
Цифра в квадрате обозначает номер испытания (пункт таблицы 5);
Цифра над стрелкой обозначает количество оросителей, подвергаемых данному виду испытаний; знак “*” означает, что данные оросители далее испытаниям не подвергают.
Рисунок 2 - Алгоритм проведения сертификационных испытаний оросителей
7.7 Порядок проведения испытаний, указанных в таблице 5 (пункты 2–3, 7–9, 11–12, 17–19 и 29–30), между собой не регламентируется.
7.8 Каждый образец оросителя подвергают одному испытанию каждого вида, если иное не оговорено настоящим стандартом.
7.9 Для испытаний оросителей на срабатывание запорного устройства температуру срабатывания, время срабатывания, устойчивость к гидравлическому удару, к воздействию водного раствора аммиака отбирают но пять оросителей; для проверки кратности пены, коэффициента производительности, равномерности и интенсивности орошения – шесть; устойчивости к воздействию двуокиси серы и соляных брызг – по десять; остальным видам испытаний подвергают пятнадцать оросителей.
7.10 При необходимости проведения ограниченной номенклатуры испытаний их последовательность сохраняется согласно алгоритму, приведенному на рисунке 1 (за исключением проверок, которые не требуются).
7.11 Если отсутствует необходимость испытаний по пунктам 7–9, то для испытания согласно пункту 10 отбирают пятнадцать образцов, прошедших испытания по пункту 6, а для испытаний согласно пунктам 23–30 отбирают любые шесть оросителей, прошедшие испытания согласно пункту 22.
7.12 Если испытания проводились только по одному из испытаний пунктов 7–9, то для испытания согласно пункту 10 отбирают пять образцов, прошедших соответственно испытания по пунктам 7, 8 или пункту 9, и остальные десять образцов, прошедших испытания по пункту 6, а для испытаний согласно пунктам 23–30 отбирают пять образцов, прошедших соответственно испытания по пунктам 7, 8 или 9, и один любой другой образец, прошедший испытания по пункту 22.
7.13 Если испытания проводились по любым из двух видов испытаний по пунктам 7–9, то для испытания согласно пункту 10 отбирают по пять образцов, прошедших соответственно испытания по пунктам 7 и 8, 8 и 9 или 7 и 9, и остальные пять образцов, прошедших испытания по пункту б, а для испытаний согласно пунктам 23–30 отбирают по три образца, прошедших соответственно по два вида испытаний по пунктам 7 и 8, 8 и 9 или 7 и 9.
7.14 В зависимости от вида оросителя по назначению проводят одно из испытаний по пунктам 24-29.
7.15 Если ороситель снабжен тепловым замком и управляемым приводом, то проверку его параметров (рабочие напряжение и ток или давление рабочего тела) осуществляют одновременно с проверкой температуры и времени срабатывания и испытания на срабатывание запорного устройства.
7.16 Если ороситель снабжен только управляемым приводом, то проверку его параметров (рабочее напряжение и ток или давление рабочего тела) допускается осуществлять на шести образцах одновременно с проверкой времени срабатывания.
7.17 Дренчерные оросители испытаниям по пунктам 11–19 не подвергают.
7.18 Если согласно ТД имеются дополнительные требования к конструкции, то испытания по данной номенклатуре проводят по методике, специально разработанной и утвержденной в установленном порядке. Допускается проводить данные испытания по методике предприятия-изготовителя, изложенной в ТД. Решение по выбору методики сертификационных испытаний принимает испытательная организация.
7.19 Результаты испытаний считают удовлетворительными, если испытанные оросители соответствуют требованиям настоящего стандарта. При несоответствии одного из образцов хотя бы одному требованию настоящего стандарта следует провести повторные испытания на удвоенном числе оросителей. Результаты повторных испытаний считают окончательными.
7.20 Измерение параметров проводят:
давления -- манометрическими приборами класса точности не ниже 0,6;
удельного расхода ОТВ – расходомерами, счетчиками или объемным способом с погрешностью не более 5 % верхнего предела измерения;
времени–секундомерами и хронометрами с ценой деления шкалы не более 0,1 с при измерении интервалов времени до 60 с и не более 1 с при измерении интервалов времени от 60 с и более;
температуры – термометрами с ценой деления 0,1 "С при измерении температуры до 200 "С и с ценой деления 0,5 "С при измерении температуры 200 °С и более или иные контактные преобразователи температуры с погрешностью ± 2 %;
линейной величины – штангенциркулями с ценой деления не менее 0,1 мм;
массы – весами с точностью взвешивания ± 5 %;
объема воды – измерительными цилиндрами вместимостью 0,5; 1 и 2 дм 3 с ценой деления соответственно не более 5, 10 и 20 см 3 ;
электрического сопротивления, напряжения, тока и мощности – мегомметрами, вольтметрами, амперметрами и ваттметрами с погрешностью измерения 1,5 %.
7.21 Допуск на начальные значения физических и электрических величин, если это не оговорено особо, принимают равным не более ± 5 %.
7.22 Все испытания следует проводить в нормальных климатических условиях по ГОСТ 15150.
8 Методы испытаний
8.1 Все оросители, подлежащие испытаниям, предварительно осматривают на наличие очевидных дефектов, проверяют комплектность поставки (5.2.1–5.2.3), соответствие оросителей конструктивным требованиям (5.1.4.1–5.1.4.8), контролируют маркировку (5.3.1–5.3.3), соответствие показателей по 5.1.1.2–5.1.1.7, 5.1.1.11 по ТД на оросители. Проверку диаметра или площади выходного отверстия проводят в самом узком месте проходного канала оросителя. Размеры оросителя, размера под ключ, выходного отверстия и ячеек фильтра (5.1.4.1–5.1.4.4) определяют с помощью соответствующих средств измерения.
8.2 При испытании оросителя на устойчивость к климатическим воздействиям (5.1.3.8) проверяют:
Холодоустойчивость при температуре минус (50 ± 5) "С;
Теплоустойчивость при максимальной температуре согласно ТД на конкретный вид оросителя (с учетом допуска ± 2 °С), но не менее 50 °С.
Ороситель выдерживают при указанных температурах не менее 3 ч. По истечении этого времени ороситель выдерживают на воздухе при температуре (20 ± 5) °С не менее 3 ч, после чего проводят внешний осмотр оросителя. Наличие механических повреждений не допускается.
8.3 Испытание оросителя на виброустойчивость (5.1.3.1) проводят на вибростенде, при этом ороситель (оросители) крепят к платформе стенда штуцером вниз. При испытании воздействуют синусоидальной вибрацией вдоль оси резьбового штуцера. Необходимо непрерывно отслеживать частоту вибрации от (5 ± 1) до (40 ± 1) Гц при темпе не более 5 мин/октава и амплитуде 1 мм (± 15) %. При обнаружении резонансных точек ороситель необходимо подвергать вибрации на каждой резонансной частоте в течение не менее 12 ч. Если резонансная частота не установлена, то ороситель необходимо подвергать вибрации на частоте от (5 ± 1) до (40 ± 1) Гц с амплитудой 1 мм ± 15 % в течение не менее 12 ч.
После испытания проводят внешний осмотр оросителя. Наличие механических повреждений не допускается.
8.4 Испытание оросителя на устойчивость к воздействию водного раствора аммиака (5.1.3.12) проводят во влажной смеси паров аммиака и воздуха в течение (240 ± 2) ч. Вместимость рабочей емкости – (20,0 ± 0,2) дм 3 . Рабочая температура паровоздушной среды внутри рабочей емкости – (34 ± 2) о С; объем водного раствора аммиака – (200 ± 2) см 3 ; плотность водного раствора аммиака – (0,94 ± 0,01) кг/дм 3 при температуре (15 ± 2) °С. Расстояние между уровнем жидкости и оросителями – не менее 40 мм. Ороситель следует подвешивать в нормальном монтажном положении.
Давление внутри емкости должно соответствовать атмосферному. Во избежание повышения давления в рабочей емкости она должна вентилироваться через капиллярную трубку. Оросители должны быть защищены от стекания конденсата. Температуру испытаний регистрируют постоянно.
Через (240 ± 2) ч оросители удаляют из рабочей емкости, промывают в дистиллированной воде и сушат в течение 7 сут при температуре (20 ± 5) °С и относительной влажности не более 70 %.
8.5 Испытание оросителя на устойчивость к воздействию двуокиси серы (5.1.3.13) проводят во влажной смеси паров водного раствора серноватистокислого натрия Na 2 S 2 O 3 Ч 5H 2 O и воздуха в течение (384 ± 4) ч при температуре (45 ± 3) °С. Вместимость рабочей емкости – (10,00 ± 0,25) дм 3 . Давление внутри рабочей емкости должно соответствовать атмосферному. Объем водного раствора серноватистокислого натрия в емкости (1000±25) см 3 (в 1000 см 3 дистиллированной воды растворяют 40 г кристаллического серноватистокислого натрия). Каждые двое суток в емкость с раствором добавляют 40 см 3 раствора серной кислоты, который приготавливают смешиванием 156 см 3 кислоты H 2 S0 4 с молярной концентрацией 0,5 моль/дм 3 и 844 см 3 дистиллированной воды. Ороситель в емкости должен быть подвешен в нормальном монтажном положении. Испытание должно состоять из двух периодов, продолжительность каждого (192±2) ч. По истечении первого периода ороситель удаляют из емкости, раствор сливают, емкость промывают и заливают в нее вновь приготовленный раствор. Температуру испытаний регистрируют постоянно.
По истечении второго периода ороситель удаляют из рабочей емкости, промывают в дистиллированной воде и сушат в течение 7 сут при температуре (20 ± 5) °С и относительной влажности не более 70 %.
По окончании испытания не должно быть признаков разрушения деталей оросителя, зашлакования проходного канала и выходного отверстия оросителя.
8.6 Испытание оросителя на устойчивость к воздействию туманной среды из соляных брызг (5.1.3.14) проводят во влажной смеси паров хлорида натрия и воздуха в течение (240 ± 2) ч. Рабочая температура – (35 ± 2) °С. Плотность водного раствора хлорида натрия – от 1,126 до 1,157 кг/дм 3 включительно при температуре 20 °С; водородный показатель – от 6,5 до 7,2 включительно; вместимость рабочей камеры – (0,40 ± 0,03) м 3 . Ороситель следует подвешивать в нормальном монтажном положении. Соляной раствор подают из резервуара через распылитель рециркуляцией. Туман должен быть таким, чтобы с каждых 80 см 3 площади можно было собрать за час от 1 до 2 см 3 раствора. Пробы берут в любых двух местах камеры. Отбор проб проводят не менее одного раза в день. Соляной раствор, стекающий с испытуемых образцов, не должен возвращаться в резервуар для рециркуляции. Температуру испытаний регистрируют постоянно.
Через (240 ± 2) ч ороситель удаляют из камеры, промывают в дистиллированной воде и сушат в течение 7 сут. при температуре (20 ± 5) °С и относительной влажности не более 70 %.
По окончании испытания не должно быть признаков разрушения деталей оросителя, зашлакования проходного канала и выходного отверстия оросителя.
8.7 Испытание оросителя на удароустойчивость (5.1.3.2) проводят следующим образом. С высоты (1,00 ± 0,05) м на розетку или па торцевую выходную плоскость оросителя падает стальной груз, имеющий форму цилиндра диаметром (12,7 ± 0,3) мм и массу, эквивалентную массе оросителя, ± 5 %. Груз устанавливают соосно в бесшовной трубе внутренним диаметром (14 ± 1) мм, которая служит в качестве направляющей для груза. Ороситель устанавливают на стальную опору диаметром (200 ±1) мм и высотой (30 ±1) мм. Смещение оси трубы относительно оси торцевой плоскости или розетки оросителя не более 2 мм, а относительно вертикальной плоскости – не более 3°.
Наличие на оросителе после падения груза механических повреждений, разрывов, деформации или иных дефектов не допускается.
8.8 Испытание спринклерного оросителя с разрывным термочувствительным элементом (тер-/-.моколбой) на устойчивость к воздействию смены температур (тепловой удар) (5.1.3.9) проводят путем его выдержки при температуре (20 ± 5) O С в течение не менее 30 мин. Затем ороситель погружают в емкость с жидкостью вместимостью не менее 3 дм 3 температурой на (10 ± 2) °С ниже номинальной температуры срабатывания оросителя (выдержка в этой среде не менее 10 мин), после чего ороситель погружают в емкость с дистиллированной водой объемом не менее 3 дм 3 и температурой (10 ± 1) °С в течение не менее 1 мин. Ориентация оросителей – вертикально штуцером вниз.
Наличие признаков повреждения термоколбы не допускается.
8.9 Испытание спринклерного оросителя на теплостойкость (воздействие повышенной температуры) (5.1.3.10) проводят путем его нагревания в ванне с рабочим телом объемом не менее 3 дм 3 на каждый ороситель от температуры (20 ± 5) °С до температуры на (11 ± 1) о С ниже номинальной температуры срабатывания со скоростью не более 20 о С/мин. Затем температуру повышают со скоростью не более 1 °С/мин до температуры, которая на 5 °С ниже нижнего предельного значения номинальной температуры срабатывания, указанной в таблице 2. После этого ороситель охлаждают на воздухе при температуре (20 ± 5) о С в течение не менее 10 мин.
Наличие признаков повреждения теплового замка не допускается.
8.10 Испытание оросителя на прочность при гидравлическом ударе (5.1.3.3) проводят повышением давления от (0,4 ± 0,1) до (2,50 ± 0,25) МПа со скоростью (10 ± 1) МПа/с. Общее количество циклов должно быть не менее 3000.
Наличие течи, механических повреждений, остаточных деформаций элементов оросителя и разрушения теплового замка не допускаются.
8.11 Испытание на вакуум оросителя с разрывным термочувствительным элементом (термоколбой) (5.1.3.7) проводят путем размещения оросителя в течение не менее 1 мин в отвакуумированной емкости под давлением (15 ± 2) кПа абс.
Наличие трещин в термоколбе и утечки из нее жидкости не допускается.
8.12 Испытание оросителя на прочность (5.1.3.5) проводят в течение не менее 3 мин при достижении гидравлического давления (3,00 ± 0,05) МПа. Время нарастания давления – не менее 15 с. Затем давление сбрасывают до нуля и повышают в течение не менее 5 с до (0,05 ± 0,01) МПа.
Ороситель выдерживают при этом давлении не менее 15с, после чего давление в течение не менее 5 с увеличивают до (1,00 ± 0,05) МПа, и ороситель выдерживают при этом давлении не менее 15 с.
Наличие течи и механических повреждений, остаточных деформаций корпуса и разрушения теплового замка не допускаются.
8.13 Испытание оросителя на герметичность (5.1.3.6) проводят при гидравлическом давлении (1,50 ± 0,05) МПа и при пневматическом давлении (0,60 ± 0,03) МПа.
Каждое испытание проводят в течение не менее 3 мин. Скорость нарастания давления не более 0,1 МПа/с.
Утечка воздуха через уплотнение запорного устройства не допускается.
8.14 Проверку температуры срабатывания (5.1.1.6) проводят путем нагрева оросителей в жидкой ванне с рабочим телом объемом не менее 3 дм 3 на каждый ороситель от температуры (20 ± 5) °С до температуры на (20 ± 2) о С ниже номинальной температуры срабатывания со скоростью не более 20 о С/мин. Ороситель при этой температуре выдерживают в течение не менее 10 мин, а затем температуру повышают с постоянной скоростью не более 1 о С/мин до тех пор, пока тепловой замок не разрушится.
Соотношение размеров объема, заполненного жидкостью (длина х ширина х высота), соответственно (1:1:1) ± 20 % или (диаметр х высота), соответственно (1:1) ± 20 %.
Температура срабатывания должна соответствовать значениям, указанным в таблице 2. В качестве рабочей жидкости следует использовать жидкости, имеющие температуру кипения
большую, чем номинальная температура срабатывания спринклерного оросителя (например вода, глицерин, минеральные или синтетические масла).
8.15 Проверку времени срабатывания спринклерного оросителя (5.1.1.6) проводят путем помещения оросителя, находящегося при температуре (20 ± 2) °С, в термостат с температурой окружающего воздуха на (30 ± 2) о С выше номинальной температуры срабатывания.
Время срабатывания оросителя с момента помещения его в термостат не должно быть более значений, указанных в таблице 2.
8.16 Время срабатывания оросителя с управляемым приводом (5.1.1.6) определяют с момента подачи внешнего управляющего воздействия до полного открытия проходного сечения.
8.17 Проверку времени срабатывания спринклерных оросителей для подвесных потолков (5.1.1.6) проводят по НПБ 68–98 .
8.18 Срабатывание теплового замка оросителя (5.1.1.8) проверяют при минимальном рабочем давлении Р раб.min ± 0,01 МПа и максимальном рабочем давлении Р раб.min ± 0,05 МПа. В качестве источника тепла используют пламенные или беспламенные нагревательные устройства. Проверяют пять оросителей при минимальном рабочем давлении и пять – при максимальном рабочем давлении, но не менее 1 МПа.
При срабатывании оросителя заклинивание или зависание деталей теплового замка не допускается.
8.19 Испытание оросителя на термостойкость (5.1.3.11) проводят следующим образом: корпус оросителя ставят в рабочем положении или на торец штуцера в камеру тепла (холода) при температуре соответственно плюс (800 ± 20) °С минус (60 ± 5) °С на время не менее 15 мин. После этого корпус удаляют из камеры тепла (холода) и опускают в водяную ванну объемом не менее 3 дм 3 на каждый ороситель температурой (20 ± 5) °С на время не менее 1 мин, при этом корпус не должен деформироваться или разрушаться.
8.20 Проверку проходного канала розеточных разбрызгивателей (5.1.1.9) осуществляют следующим образом: металлический шарик диаметром 6,0 -0,1 мм опускают в канал штуцера, шарик должен беспрепятственно проходить через проходной канал разбрызгивателя.
8.21 Испытание на прочность розетки, дужек и/или корпуса (5.1.3.4) оросителей общего назначения проводят при разбрызгивании или распылении воды под давлением, равным 1,25 Р +5% раб.min , но не менее 1,25, в течение не менее 1,5 мин.
Наличие механических повреждений, остаточных деформаций и разрушений не допускается.
8.22 Коэффициент производительности оросителя К, дм 3 /с, (5.1.1.2) определяют при давлении, равном 0,300 МПа ± 5 %, по формуле
где Q – расход воды или водного раствора через ороситель, дм 3 /с;
Р – давление перед оросителем, МПа.
Коэффициент производительности распылителя с максимальным рабочим давлением более 1,5 МПа определяется при давлении, указанном в ТД на данное изделие.
Ороситель устанавливают в рабочем положении в колено, смонтированное на конце подводящего трубопровода внутренним диаметром не менее 40 мм. Манометр устанавливают на расстоянии (250 ± 10) мм перед оросителем. Длина прямолинейного участка подводящего трубопровода до места установки манометра – не менее 1600 мм.
Коэффициент производительности оросителя не должен отличаться более чем на 5 % указанного в ТД.
8.23 Проверку равномерности, интенсивности орошения и защищаемой площади (5.1.1.3, 5.1.1.5) для водяных оросителей общего назначения монтажного расположения типов В, Н или У и оросителей для подвесных потолков проводят следующим образом. Мерные банки размером (250 ± 1) х (250 ±1) мм и высотой не менее 150 мм устанавливают в шахматном порядке (рисунок 3), интервал между осями банок (0,50 ± 0,01) м.
Рисунок 3 – Схема расположения мерных банок при испытании водяных оросителей типов В, Н, У
При испытаниях водяных оросителей монтажного расположения типов Г, Fg, Гц и Гу мерные банки размещают в шахматном порядке на площади прямоугольника, ограниченного полуосью направления потока (сторона L) и полуосью, перпендикулярной к направлению потока (сторона В) (рисунок 4). Площадь прямоугольника должна составлять 6 м 2 , а соотношение сторон L:B равно 4:1,5.
Первый ряд по стороне В устанавливают на расстоянии S по направлению потока от крайней точки проекции конца розетки оросителя (расстояние S принимают согласно ТД на ороситель).
Ороситель устанавливают на высоте (2,50 ± 0,05) м от верхнего среза мерных банок (расстояние измеряют от розетки оросителя).
Плоскость дужек розеточных оросителей типов В, Н, У ориентируют по диагонали квадрата, на котором установлены мерные банки (рисунок 3). Ориентацию других видов оросителей типов В, Н, У осуществляют согласно ТД. Оросители Г, Гр, Гц и Гу ориентируют таким образом, чтобы плоскость направления подачи потока ОТВ была параллельна плоскости, проходящей вдоль площади, на которой размещены мерные банки.
При испытании оросителей типа расположения В, формирующих водяной поток выше оросителя, должен использоваться подвесной потолок, расположенный на высоте (0,25 ± 0,05) м от розетки оросителя. Размеры подвесного потолка не менее (2,5 х 2,5) м. Подвесной потолок должен перекрывать воображаемые линии координат R, м, изображенных на рисунке 3, на (0,25 ± 0,05) м.
Подачу воды из трубопровода осуществляют при давлении 0,1 МПа ± 5 % и 0,3 МПа ± 5 %. Продолжительность подачи воды не менее 160 с или равна времени заполнения одной из мерных банок.
- направление тока,
- ороситель;
- мерные банки
Рисунок 4 – Схема расположения мерных банок при испытании водяных оросителей типов Г, Tg, Гц и Гу
Среднюю интенсивность орошения водяного оросителя I, дм з /(м 2 c), рассчитывают по формуле
где i i – интенсивность орошения в i-й мерной банке, дм 3 /(м 3 Ч с);
n – число мерных банок, установленных на защищаемой площади. Интенсивность орошения в i-й мерной банке i i дм 3 /(м 3 Ч с), рассчитывают по формуле
где V i – объем воды (водного раствора), собранный в i-й мерной банке, дм 3 ;
t – продолжительность орошения, с.
Равномерность орошения, характеризуемую значением среднеквадратического отклонения S, дм 3 /(м 2 Ч с), рассчитывают по формуле
Коэффициент равномерности орошения R рассчитывают по формуле
Оросители считают выдержавшими испытания, если средняя интенсивность орошения не ниже нормативного значения при коэффициенте равномерности орошения не более 0,5 и количество мерных банок с интенсивностью орошения менее 50 % от нормативной интенсивности не превышает: двух – для оросителей типов В, Н, У и четырех – для оросителей типов Г, Г В, Г Н и Г У.
Коэффициент равномерности не учитывают, если интенсивность орошения в мерных банках менее нормативного значения в следующих случаях: в четырех мерных банках – для оросителей типов В, Н, У и шести – для оросителей типов Г, Г В, Г Н и Г У.
8.24 Испытания оросителей для стеллажных складов на интенсивность, равномерность орошения и защищаемую площадь (5.1.1.3, 5.1.1.5) проводят следующим образом.
Мерные банки размером (250 ± 1) х (250 ± 1) мм и высотой не менее 150 мм размещают в пределах одного квадранта защищаемой площади, указанной в ТД на конкретный ороситель, вплотную друг к другу.
Высота расположения и ориентация оросителя относительно защищаемой площади – по ТД на конкретный тип оросителя.
Порядок определения интенсивности, равномерности орошения и защищаемой площади оросителей аналогичен порядку, изложенному в 8.23.
Ороситель считают выдержавшим испытания, если средняя интенсивность орошения не ниже нормативного значения при коэффициенте равномерности орошения не более 0,5 и количество мерных банок с интенсивностью орошения менее 50 % нормативной интенсивности не превышает 15 % общего количества мерных банок.
Коэффициент равномерности не учитывают, если интенсивность орошения менее нормативного значения в 25 % мерных банков от их общего количества.
8.25 Проверку защищаемой площади, равномерности и интенсивности орошения распылителями (5.1.1.3, 5.1.1.5) проводят по методикам, утвержденным в установленном порядке. Проверку гидравлических параметров распылителей (5.1.1.11) проводят по методам, изложенным в 8.22.
8.26 Определение дисперсности распыленной струи воды (5.1.1.10) проводят методом улавливания капель воды на смесь, состоящую из 1 / 4 весовой части технического вазелина и 3 / 4 частей вазелинового масла. Плошки с нанесенным на нее слоем этой смеси (массой не менее 3 г, площадью захвата не менее 7 см 2 каждая) расставляют в плоскости, перпендикулярной к оси распылителя, на расстоянии, равном половине дальности эффективного действия струй, равномерно от центра к максимальному радиусу факела струи. Плошки накрывают отсекателем, который убирают после выхода распылителя на рабочий режим на время, необходимое для фиксирования в плошке не менее 100 капель, и при этом оставалось свободное пространство между каплями. Давление подачи должно соответствовать минимальному рабочему давлению. Затем плошки фотографируют. Среднеарифметический диаметр капель d K мкм, в отдельной плошке рассчитывают по формуле
где d i – диаметр капли в заданном интервале размеров, мкм;
n i , – число капель диаметром d i .
Средний диаметр капель вычисляют как среднеарифметическое значение диаметров капель во всех плошках.
8.27 Проверку равномерности орошения, удельного расхода воды, формы и размера водяной завесы (защищаемой площади) оросителей для водяных завес, формирующих вертикальное направление водяного потока (5.1.1.3, 5.1.1.5), проводят следующим образом.
8.27.1 Мерные банки размером (250 ± 1) х (250 ± 1) мм и высотой не менее 150 мм размещают вплотную друг к другу или в шахматном порядке на площади прямоугольной формы, соответствующей форме защищаемой площади, указанной в ТД. Монтаж оросителя на стенде (высота над кромкой мерных банок, место расположения оросителя и ориентация оросителя относительно защищаемой площади) осуществляют согласно ТД на конкретный ороситель.
При концентричном орошении относительно оси оросителя мерные банки устанавливают вплотную друг к другу или в шахматном порядке в пределах 1 / 4 площади орошения (рисунок 5), расстояние R принимают согласно ТД.
Рисунок 5 – Схема расположения мерных банок при испытании оросителей, формирующих концентричное орошение
8.27.2 Если глубина водяной завесы (защищаемой площади) равна или менее ширины мерной банки, т.е. 250 мм или менее, то мерные банки устанавливают равномерно и соосно защищаемой зоне, причем расположение крайних мерных банок должно совпадать с границами защищаемой площади по ее ширине (рисунок 6а).
8.27.3 Если глубина водяной завесы (защищаемой площади) 251–500 мм включительно, то мерные банки устанавливают равномерно в два ряда в перехлест, причем их расположение должно совпадать с контуром защищаемой площади (рисунок 6б).
8.27.4 Если ширина и/или глубина водяной завесы (защищаемой площади) более 500 мм, то мерные банки (расчетное количество мерных банок менее 32 шт.) размещают равномерно в пределах защищаемой площади, причем периферийные ряды мерных банок должны совпадать с контуром защищаемой площади (рисунок 6в).
8.28 Количество мерных банок и межосевое расстояние между ними с учетом условий, изложенных в 8.27.2–-8.27.4, рассчитывают следующим образом.
L – ширина защищаемой площади, В – глубина защищаемой площади; D L, D L Ш – межосевое расстояние между смежными мерными банками в ряду по ширине завесы, D В Г – межосевое расстояние между смежными мерными банками в ряду по глубине завесы.
Примечание – Пространственное положение оросителей по отношению к защищаемой зоне – по ТД на конкретное изделие
Рисунок 6 – Схема расположения мерных банок при испытании оросителей, формирующих вертикальное направление потока ОТВ.
8.28.1 Количество мерных банок n r в одном ряду по глубине завесы рассчитывают по формуле (целое число без учета дробного остатка)
где В – глубина водяной завесы (защищаемой зоны), мм.
8.28.2 Межосевое расстояние между мерными банками D B r , мм, в ряду по глубине завесы В рассчитывают по формуле
где R – числитель дробного остатка согласно формуле (7), мм.
8.28.3 Количество мерных банок n Ш в ряду по ширине завесы L рассчитывают по формуле (целое число без учета дробного остатка)
8.28.4 Межосевое расстояние между смежными мерными банками D L Ш, мм, в ряду по ширине завесы L рассчитываю г по формуле
где r – числитель дробного остатка согласно формуле (9), мм.
8.29 При глубине водяной завесы 250 мм и менее и ширине защищаемой зоны более 3000 мм допускается мерные банки располагать через одну относительно их расположения, описанного в 8.27.2 (см. рисунок 6а).
8.30 При расчетном количестве мерных банок более 32 шт. допускается мерные банки располагать согласно рисунку 6г. При этом следует руководствоваться условием, что количество мерных банок по данному варианту должно быть не менее 32 шт. Мерные банки устанавливают равномерно, не выходя за пределы контура защищаемой площади, расположение периферийных мерных банок должно совпадать с контуром защищаемой площади.
8.31 Межосевое расстояние в ряду между мерными банками D L Ш, мм, и между рядами мерных банок D В Г, мм, при расположении банок согласно рисунку 6г рассчитывают по формулам:
8.32 Если согласно ТД разница в диапазоне допускаемых высот расположения оросителя относительно пола составляет более 0,5 м, то испытания каждого оросителя проводят при двух предельных значениях высоты.
8.33 Если ороситель предназначен для напольного монтажа, то за эквивалент поверхности пола принимают плоскость, проходящую по верхним кромкам мерных банок. Если при этом проекция оросителя в соответствии с техническими требованиями находится в защищаемой площади (т.е. в зоне расположения мерных банок), то мерную банку в месте установки оросителя изымают.
8.34 Подачу воды из трубопровода осуществляют при номинальном рабочем давлении ± 5 %. Продолжительность подачи воды не менее 160 с или равна времени заполнения одной из мерных банок.
8.35 Удельный расход воды q l дм 3 /(м Ч с), одного ряда мерных банок по глубине завесы рассчитывают по формуле
где q i – удельный расход в i-й мерной банке, дм 3 /мЧ с).
Удельный расход q i , дм 3 /м Ч с), рассчитывают по формуле
где V i – объем воды, собранный в i-й мерной банке, дм 3 ;
t – время орошения, с.
Средний удельный расход Q, дм 3 /мЧ с), на 1 м ширины завесы, приведенный ко всей ширине завесы, рассчитывают по формуле
где n l – число рядов вдоль защищаемой площади (по ширине завесы).
8.36 Равномерность орошения характеризуется значением среднеквадратического отклонения S, которое рассчитывают по формуле
8.37 Коэффициент равномерности орошения R рассчитывают по формуле
8.38 Оросители считают выдержавшими испытания при удельном расходе для рядов мерных банок по глубине завесы q l равном или более 50 % нормативного удельного расхода, при коэффициенте равномерности орошения не более 0,5 и удельном расходе, приведенном ко всей ширине завесы, не менее нормативного значения (допускается 10 % рядов вдоль ширины завесы с интенсивностью менее 50% нормативного удельного расхода). Если не менее 75% рядов по глубине завесы имеют удельный расход, равный или более нормативного значения, и удельный расход, приведенный ко всей ширине завесы, не менее заданного значения, то коэффициент равномерности не учитывают.
8.39 Проверку равномерности орошения, удельного расхода воды, ширины и глубины водяной завесы (защищаемой площади) для оросителей, формирующих горизонтальное направление водяного потока (5.1.1.3), проводят следующим образом.
8.39.1 Устанавливают ороситель на испытательном стенде (рисунок 7) по схеме, аналогичной монтажной схеме размещения оросителя относительно воображаемого защищаемого проема, приведенной в ТД на данный ороситель. Мерные банки размером (250 ± 1)х(250 ±1) мм и высотой не менее 150 мм размещают таким образом, чтобы стекающая с вертикальной поверхности вода или водный раствор полностью собирались в смежные со стеной мерные банки. Размещение оросителя относительно защищаемой вертикальной плоскости должно соответствовать требованиям ТД на конкретный тип оросителя.
1 – ороситель; 2 – воображаемый проем; 3 – мерные банки; 4 – линии воображаемого проема; h, H, Z – расстояния соответственно от розетки оросителя до потолка, до нижней плоскости воображаемого проема и до стены, указанные в ТД на конкретный тип оросителя; X – ширина проема; У – высота проема
Рисунок 7 – Схема размещения оросителей и мерных банок при испытании оросителей, формирующих горизонтальное направление потока ОТВ
8.39.2 Количество мерных банок z в каждом ряду по глубине завесы при направлении потока воды или водного раствора перпендикулярно к стене рассчитывают по формуле (целое число без учета дробного остатка)
где Z - расстояние от стены до оросителя, мм.
8.39.3 Количество мерных банок х в каждом ряду по ширине завесы рассчитывают по формуле (целое число без учета дробного остатка)
где X - ширина проема, мм.
8.39.4 При расчетном количестве банок более 32 шт. допускается устанавливать банки на равном расстоянии друг от друга в рядах по ширине и глубине завесы таким образом, чтобы общее количество мерных банок было не менее 32 шт.
8.39.5 Подачу воды из трубопровода осуществляют при минимальном рабочем давлении ±5 %. Продолжительность подачи воды не менее 160 с или равна времени заполнения одной из мерных банок.
Параметры подводящего трубопровода аналогичны параметрам трубопровода при проведении проверки коэффициента производительности (8.22).
8.39.6 Удельный расход воды по ширине ниспадающей завесы определяют по формулам (13)-(15).
8.39.7 Равномерность орошения рассчитывают по формуле (16).
8.39.8 Коэффициент равномерности орошения рассчитывают по формуле (17).
8.39.9 Оросители считают выдержавшими испытания при удельном расходе для рядов мерных банок по глубине завесы q;, равном или более 50 % нормативного удельного расхода при коэффициенте равномерности орошения не более 0,5 и удельном расходе, приведенном ко всей ширине завесы, не менее нормативного значения (допускается 10 % рядов вдоль ширины завесы с интенсивностью менее 50 % нормативного удельного расхода). Если не менее 75 % рядов по глубине завесы имеют удельный расход, равный или более нормативного значения, и удельный расход, приведенный ко всей ширине завесы не менее нормативного значения, то коэффициент равномерности не учитывают.
8.40 Проверку кратности пены, защищаемой площади, равномерности и интенсивности орошения пенными оросителями (5.1.1.3, 5.1.1.5) проводят следующим образом.
8.40.1 Мерные банки размером (500 ± 2)х(500 ± 2) мм и высотой не менее 200 мм располагают вплотную друг к другу (рисунок 8). Ороситель устанавливают на высоте (2,50 ± 0,05) м от верхнего среза мерных банок (расстояние измеряется от розетки). Ориентация дужек оросителя относительно площади, на которой установлены мерные банки, аналогична указанной в 8.23.
Рисунок 8 - Схема расположения мерных банок при испытании пенных оросителей
8.40.2 Тип пенообразователя и его концентрация – согласно ТД на пенные оросители (при сертификационных испытаниях используют один из пенообразователей, указанных в ТД). Подачу раствора пенообразователя осуществляют при минимальном рабочем давлении ±5 %. Испытание заканчивают в момент заполнения пеной одной из мерных банок, фиксируя время ее заполнения.
8.40.3 Среднюю интенсивность орошения пенного оросителя I определяют по формуле (2). Интенсивность орошения в i-й мерной банке i i , дм 3 /c Ч м 2), рассчитывают по формуле
где V iп – объем жидкой фазы раствора пенообразователя, собранной в i-й мерной банке, дм 3 ;
t п – время подачи раствора пенообразователя, с.
8.40.4 Равномерность орошения пенным оросителем определяют по формуле (4), коэффициент равномерности орошения – по формуле (5).
8.40.5 Оросители считают выдержавшими испытания, если при коэффициенте равномерности орошения не более 0,5 количество мерных банок с интенсивностью орошения менее 50 % нормативной интенсивности – не более двух; при этом средняя интенсивность орошения должна быть не менее нормативной. Оросители считают также выдержавшими испытания, если интенсивность орошения мерных банок (кроме четырех мерных банок) более нормативной; при этом коэффициент равномерности не учитывают.
8.40.6 Кратность пены определяют как отношение объема пены в мерной банке к объему раствора пенообразователя, осажденного в данной банке.
Кратность пены измеряют в трех мерных банках, расположенных по линии дужек оросителя. Среднее значение кратности пены k рассчитывают по формуле
где k i – кратность пены в i-й мерной банке.
Критерии положительной оценки результатов испытаний: среднее значение кратности пены не менее пяти и кратность пены в каждой мерной банке не менее четырех.
8.41 Проверку равномерности и интенсивности орошения защищаемой площади оросителями, предназначенными для пневмо- и массопроводов, и оросителями специального назначения (5.1.1.3) проводят по специальным методикам, утвержденным в установленном порядке, или по методикам, изложенным в ТУ или в ТД на конкретный ороситель. Решение по выбору методики сертификационных испытаний принимает испытательная лаборатория.
8.42 Испытания управляющего привода оросителей (6.2) проводят по специальным методикам, утвержденным в установленном порядке, или по методикам, изложенным в ТУ или в ТД на конкретный ороситель. Решение по выбору методики сертификационных испытаний принимает испытательная лаборатория.
8.43 Испытания на вероятность безотказной работы спринклерных оросителей (на надежность) (5.1.2.1) проводят в соответствии с ГОСТ 27.410 одноступенчатым методом при предельно допустимой рабочей температуре в соответствии с таблицей 3. Приемочный уровень вероятности срабатывания принимают равным 0,996, браковочный уровень надежности 0,97. Риск изготовителя принимают равным 0,1, риск потребителя – 0,2. Объем выборки – 53 спринклерных оросителя. Приемочное число отказов равно 0. Продолжительность испытаний не менее 2000 ч при гидравлическом давлении (1,25 ± 0,10) МПа или пневматическом давлении (0,6±0,03) МПа. Допускается обеспечивать аналогичную нагрузку на запорное устройство пневматическим давлением или механическим способом.
В качестве критерия отказа принимают нарушение герметичности хотя бы одного из оросителей.
8.44 Контроль назначенного срока службы (5.1.2.2) проводят в соответствии с РД 50-690 .
8.45 Оформление результатов испытаний
Результаты испытаний на соответствие требованиям настоящего стандарта оформляют в виде протоколов. Протоколы испытаний должны содержать условия, режимы и результаты испытаний, а также сведения о дате и месте проведения испытаний, условное обозначение образцов и их краткую характеристику.
9 Транспортирование и хранение
9.1 Транспортирование оросителей в упаковке следует проводить в крытых транспортных средствах любого вида в соответствии с правилами, действующими на данном виде транспорта.
9.2 При погрузке и выгрузке следует избегать ударов и других неосторожных механических воздействий на тару.
9.3 Хранение оросителей – по ГОСТ 15150.
Спринклерные установки водяного и пенного пожаротушения в зависимости от температуры воздуха в помещениях следует проектировать водозаполненными или воздушными.
Спринклерные установки следует проектировать для помещений высотой не более 20 м, за исключением установок, предназначенных для защиты конструктивных элементов покрытий зданий и сооружений; для защиты конструктивных элементов покрытий зданий и сооружений параметры установок для помещений высотой более 20 м следует принимать по 1-й группе помещений.
Для одной секции спринклерной установки следует принимать не более 800 спринклерных оросителей всех типов. При использовании сигнализаторов потока жидкости или оросителей с контролем состояния количество спринклерных оросителей может быть увеличено до 1200.
Время с момента срабатывания спринклерного оросителя, установленного на воздушном трубопроводе, до начала подачи воды из него не должно превышать 180 с.
Если расчетное время срабатывания воздушной АУП больше 180 с, то необходимо использовать акселератор или эксгаустеры.
Максимальное рабочее пневматическое давление в системе питающих и распределительных трубопроводов спринклерной воздушной и спринклерно-дренчерной воздушной АУП должно выбираться из условия обеспечения инерционности установки не более 180 с.
Продолжительность заполнения спринклерной воздушной или спринклерно-дренчерной воздушной секции АУП воздухом до рабочего пневматического давления должна быть не более 1 ч.
Расчет диаметра воздушного компенсатора должен производиться из условия компенсации утечки воздуха из системы трубопроводов спринклерной воздушной или спринклерно-дренчерной воздушной секции АУП с расходом в 2-3 раза меньше, чем расход сжатого воздуха при срабатывании диктующего оросителя с соответствующим ему коэффициентом производительности.
В спринклерных воздушных АУП сигнал на отключение компрессора должен подаваться при срабатывании акселератора или снижении пневматического давления в системе трубопроводов ниже минимального рабочего давления на 0,01 МПа.
У сигнализаторов потока жидкости, предназначенных для идентификации адреса загорания, предусматривать задержку выдачи управляющего сигнала не требуется, при этом в СПЖ может быть включена только одна контактная группа.
В зданиях с балочными перекрытиями (покрытиями) класса пожарной опасности К0 и К1 с выступающими частями высотой более 0,3 м, а в остальных случаях - более 0,2 м спринклерные оросители следует размещать между балками, ребрами плит и другими выступающими элементами перекрытия (покрытия) с учетом обеспечения равномерности орошения пола.
Расстояние от центра термочувствительного элемента теплового замка спринклерного оросителя до плоскости перекрытия (покрытия) должно быть в пределах (0,08 до 0,30) м; в исключительных случаях, обусловленных конструкцией покрытий (например, наличием выступов), допускается увеличить это расстояние до 0,40 м.
Расстояние от оси термочувствительного элемента теплового замка настенного спринклерного оросителя до плоскости перекрытия должно быть в пределах 0,07 - 0,15 м.
Проектирование распределительной сети с оросителями для подвесных потолков должно выполняться в соответствии с требованиями технической документации на данный вид оросителей.
При устройстве установок пожаротушения в помещениях, имеющих технологическое оборудование и площадки, горизонтально или наклонно установленные вентиляционные короба с шириной или диаметром свыше 0,75 м, расположенные на высоте не менее 0,7 м от плоскости пола, если они препятствуют орошению защищаемой поверхности, следует дополнительно под эти площадки, оборудование и короба установить спринклерные оросители или распылители.
В зданиях с односкатными и двухскатными покрытиями, имеющими уклон более 1/3, расстояние по горизонтали от спринклерных оросителей или распылителей до стен и от спринклерных оросителей или распылителей до конька покрытия должно быть:
Не более 1,5 м - при покрытиях с классом пожарной опасности К0;
- не более 0,8 м - в остальных случаях.
Номинальная температура срабатывания спринклерных оросителей или распылителей должна выбираться по ГОСТ Р 51043 в зависимости от температуры окружающей среды в зоне их расположения (таблица 5.4).
Таблица 5.4
Предельно допустимая рабочая температура окружающей среды в зоне расположения спринклерных оросителей принимается по максимальному значению температуры в одном из следующих случаев:
По максимальной температуре, которая может возникнуть по технологическому регламенту, либо вследствие аварийной ситуации;
- вследствие нагрева покрытия защищаемого помещения под воздействием солнечной тепловой радиации.
При пожарной нагрузке не менее 1400 МДж/м² для складских помещений, для помещений высотой более 10 м и для помещений, в которых основным горючим продуктом являются ЛВЖ и ГЖ, коэффициент тепловой инерционности спринклерных оросителей должен быть менее 80 (м·с) 0,5 .
Спринклерные оросители или распылители водозаполненных установок можно устанавливать вертикально розетками вверх или вниз либо горизонтально; в воздушных установках - только вертикально розетками вверх или горизонтально. В местах, где имеется опасность механического повреждения оросителей, они должны быть защищены специальными ограждающими устройствами, не ухудшающими интенсивность и равномерность орошения. Расстояние между спринклерными оросителями и стенами (перегородками) с классом пожарной опасности К0 и К1 не должно превышать половины расстояния между спринклерными оросителями, указанными в таблице 5.1. Расстояние между спринклерными оросителями и стенами (перегородками) с классом пожарной опасности К2, К3 и ненормируемым классом пожарной опасности не должно превышать 1,2 м. Расстояние между спринклерными оросителями установок водяного пожаротушения должно быть не менее 1,5 м (по горизонтали).
Расстояние между спринклерными распылителями и стенами (перегородками) с классом пожарной опасности К0 и К1, между спринклерными распылителями и стенами (перегородками) с классом пожарной опасности К2, К3 и ненормируемым классом пожарной опасности должны приниматься по нормативно-технической документации предприятия - изготовителя распылителей или модульных установок.
В спринклерных АУП на питающих и распределительных трубопроводах диаметром DN 65 и более допускается установка пожарных кранов по , ГОСТ Р 51049, ГОСТ Р 51115, ГОСТ Р 51844, ГОСТ Р 53278, ГОСТ Р 53279 и ГОСТ Р 53331, а устройств первичного пожаротушения - по специальным техническим условиям.
Давление огнетушащего вещества (ОТВ) у открытых пожарных кранов не должно превышать 0,4 МПа; при необходимости ограничения давления у открытых пожарных кранов до 0,4 МПа могут использоваться диафрагмы.
Расчет диаметра отверстия диафрагмы производится по ; для многоэтажных зданий допускается устанавливать один типоразмер диафрагм на 3 - 4 этажа.
Секция спринклерной установки с более 12 пожарными кранами должна иметь два ввода. Для спринклерных установок с двумя секциями и более второй ввод с задвижкой допускается осуществлять от смежной секции. При этом над узлами управления необходимо предусматривать задвижку с ручным приводом и между этими узлами управления установить разделительную задвижку, а подводящий трубопровод должен быть закольцован.
Присоединение производственного, санитарно-технического оборудования к питающим трубопроводам установок пожаротушения не допускается.
Во все времена здоровье и безопасность человеческой жизни стояли на первом плане. Для достижения этого сегодня придумано большое количество специальных средств и систем, которые позволяют каждому человеку чувствовать себя полностью защищенным. Однако существует такой враг, который является наиболее опасным. Более того, он способен унести жизни большого количество людей за одно мгновение. Что это за враг?
Речь идет об огне. Каждый год миллионы людей гибнут или получают серьезные травмы от возникновения пожара. В связи с этим придумано множество систем, которые позволяют максимально защитить людей от пожара. Одним из таких современных и эффективных средств является спринклерное пожаротушение. Что делает его таким эффективным? Каков принцип его работы? Ответы на эти и другие вопросы вы сможете получить в этой статье.
Эффективность действия
В отличие от большинства обычных систем пожаротушения, спринклерная значительно отличается по составу деталей. Более того, ее продуктивность и надежность заключаются и в продолжительном сроке эксплуатации. Для устранения пожара, главным образом, используется вода, подача которой ведется из водопровода.
Чтобы поддерживать в установке постоянное давление на заданном уровне, разработана специальная система обратных клапанов . Поэтому если в системе даже на короткое время отсутствует давление, то установка сработает, так как в ней самой будет присутствовать достаточное давление.
Неоспоримые преимущества спринклерного пожаротушения:
Данная система эффективно работает в пределах 12 м 2 обслуживаемого помещения. Длительная работа спринклерной системы обеспечивается тем, что при необходимости срабатывает одно или несколько устройств, благодаря чему поддерживается стабильное давление.
Но, несмотря на все преимущества, подобная установка имеет и недостатки:
- она зависима от общей температуры воздуха;
- зависима от системы водоснабжения;
- непригодна для тушения электрических сетей;
- инерционность срабатывания.
Однако, несмотря на минусы, такая система работает без участия человека, полностью в автоматическом режиме. Более того, она тушит не только очаг возгорания, но и смачивает окружающие предметы. По этой причине на сегодняшний день именно спринклерное пожаротушение является наиболее эффективным.
Принцип работы
Спринклерная система работает по следующему принципу: очаг пламени локализуется посредством высокого давления водяного распыления. Одними из основных ее элементов являются спринклеры. Спринклер — это головка, которая монтируется непосредственно в систему пожаротушения. В большинстве случаев ее монтируют на потолок.
Чтобы осуществлять контроль ситуации в конкретном помещении, дополнительно устанавливаются датчики. Их цель: определять уровень температуры, а также уровень задымленности. В случае, если присутствует риск появления пожара, эти датчики быстро обнаруживают нарушение нормы, фиксируют степень поднятия температуры и задымленности.
После чего сигнал незамедлительно передается на основной блок управления. Затем активизируются спринклеры, которые устраняют возгорание посредством распылителей тонкими струями воды.
За последние несколько лет, работа бытовой спринклерной системы пережила большое количество усовершенствований. Например, в сегодняшней системе применяется пластиковая труба.
Она содействует понижению затрат на монтажные работы, что позволяет значительно упрощать данный процесс. При этом эффективность и высокое качество работы не ухудшается, а, напротив, улучшается.
Некоторые подобные системы разрабатываются таким способом, чтобы в процессе функционирования наносить минимальный вред имуществу, которое находится внутри помещения. Даже тем предметам, которые изготовлены из дерева, картона или бумаги!
Сегодня можно купить спринклеры разнообразных стандартов. Это хорошо понимают производители: ведь каждый пользователь хотел бы иметь ту систему, которая будет наносить минимальный вред общему интерьеру.
Общая схема функционирования спринклерной системы пожаротушения.
Многие люди имеют неправильное представление о работе данной системы. Они полагают, что при сигнале тушения автоматически включаются все спринклеры, а это, несомненно, приносит вред имуществу. Поэтому и была разработана система пожаротушения так, чтобы срабатывали лишь те распылители, которые находятся максимально близко от очага возгорания.
Следовательно, все домыслы о ее неэффективной работе можно полностью откинуть. Ведь если тушить пожар брандспойтом, вреда имуществу, безусловно, будет нанесено больше, чем от спринклерной стационарной установки пожаротушения, принцип действия которой — распыление воды.
Требования к системе
Следует отметить, что все работы по монтажу, а также выбору оборудования должны полностью соответствовать нормам, изложенным в СНИП. Например, некоторые системы срабатывают при температуре в 79 °С, в 93 °С, в 141 °С и в 182 °С. Время срабатывания спринклера при 79 °С и при 93 °С допускается до 300 секунд, а при 141 °С и при 182 °С — до 600 секунд.
Поэтому для стабильной и исправной работы установки крайне необходимо осуществлять регулярное ее обслуживание. Более того, даже при исправной работе системы не допускается ее эксплуатирование дольше, чем десять лет с момента производства.
Что касается применения спринклерной системы, то ее используют главным образом в сооружениях коммерческого, административного и промышленного назначения. Однако в некоторых случаях ее устанавливают и в жилых домах, но это делается исключительно по желанию владельцев.
Непосредственно во время проектирования системы инженеры, в согласии со СНИП, решают, какие вертикальные и междуэтажные перекрытия будут служить в качестве противопожарной преграды.
То есть весь дом разбивается на отсеки, в рамках которых и будет осуществляться локализация пожара. Такие расчеты позволят сделать установку наиболее полезной.
При проектировании и монтаже системы, тщательно выдерживается расстояние между головками. Так, радиус действия одной равняется двум метрам. Согласно СНИПу в жилых помещениях установка спринклеров осуществляется на расстоянии не более 4 метров друг от друга.
Еще одна норма по использованию спринклерной системы в соответствии со СНИП, — это установка в здании, имеющее площадь в 75 м 2 и больше (к примеру, 25-этажное здание).
Чтобы предотвратить проникновение огня через полости, разработчики должны придерживаться СНИП 21-01-97, а именно: монтировать автоматические устройства в виде муфт и гильз в тех местах, где осуществляется пересечение трубопровода противопожарной преграды. Их установка производится в перекрытия или в другие места трубопровода, которые состоят из нескольких слоев.
В момент, когда температура повышается из-за возгорания, один из слоев расширяется и заполняет пустоту, которая образовалась в результате трубы из пластика.
Итак, при соблюдении всех норм и требований СНИП, можно создать отличную и работоспособную спринклерную систему, которая будет эффективно и в короткие сроки устранять огонь.
Особенности монтажных работ
Установка данной системы осуществляется на резиновых хомутах, которые закрепляются к потолку каждые полтора метра. После осуществляется сваривание всех труб и штуцеров, которые монтируются согласно расчетам составленного проекта. Чтобы вода поступала в систему пожаротушения, используется насосное оборудование. С целью улучшения устанавливается дополнительный насос (так называемый, резервный).
Также следует установка водяного бака вместительностью на 8 тысяч литров. Этого объема воды хватает на беспрерывную работу системы в течение 30 минут. После осуществляется монтаж основной автоматической спринклерной системы, а именно — ее узла. Этот узел имеет достаточно простой принцип работы.
В системе применяется специальное реле протока. Во время срабатывания спринклера, под давлением начинает распыляться вода. Соответственно, в трубопроводе падает давление, после чего и срабатывает данное реле протока, которое включает насосное оборудование. В заключение работ монтируются спринклеры.
Спринклеры или дренчеры?
Помимо спринклерной, сегодня существует несколько других видов установок пожаротушения, например, . В отличие от своего аналога, дренчерная оборудована распылителем, в котором имеются открытые входные отверстия. При этом нет необходимости в использовании теплового замка. Система начинает работать в момент, когда срабатывает пожарная сигнализация. Делается это автоматически или при помощи ручных дистанционных установок.
Немного по другому принципу работает спринклерное пожаротушение. Как говорилось выше, это система из трубопроводов, которая заполнена водой с соответствующим давлением. Также она оснащается оросительными головками. Отверстие в спринклерной головке закрывается тепловым замком. Его распаивание осуществляется, как только температура превышает заданный рубеж . Как следствие, осуществляется локализация огня.
1. ВОДА И ВОДНЫЕ РАСТВОРЫ
Никто не усомнится, что вода - самое известное вещество для тушения огня. Противостоящая огню стихия обладает рядом преимуществ, таких как высокая удельная теплоемкость, скрытая теплота парообразования, химическая инертность к большинству веществ и материалов, доступность и низкая стоимость.
Однако, наравне с преимуществами воды следует учитывать так же и ее недостатки, а именно - низкая смачивающая способность, высокая электропроводность, недостаточная адгезия к объекту тушения, а также, что немаловажно, нанесение существенного вреда зданию.
Тушение огня из пожарного шланга прямой струей не является лучшим способом в борьбе с возгоранием, так как основной объем воды не участвует в процессе, происходит лишь охлаждение горючего, иногда можно добиться срыва пламени. Повысить эффективность тушения пламени можно распылив воду, однако при этом возрастут затраты на получение водяной пыли и ее доставку к очагу возгорания. В нашей стране струю воды в зависимости от среднеарифметического диаметра капель подразделяют на распыленную (диаметр капель более 150 мкм) и тонкораспыленную (менее 150 мкм).
Чем так эффективно распыление воды? При таком способе тушения происходит охлаждение горючего путем разбавления газов водяным паром, кроме того, тонкораспыленная струя с диаметром капель менее 100 мкм способна охлаждать и саму химическую зону реакции.
Для увеличения проникающей способности воды применяют так называемые растворы воды со смачивателями. Также применяются 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.
Нельзя применять воду для тушения веществ, вступающих с ней в химические реакции, а так же токсичных, горючих и коррозийно-активных газов. Такими веществами являются многие металлы, металлоорганические соединения, карбиды и гидриды металлов, раскаленные уголь и железо. Таким образом, ни в коем случае не применяйте воду, а так же водные растворы с такими материалами:
- 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).
А так же, нельзя использовать струи для тушения пыли, чтобы избежать образования взрывоопасной среды. Так же при тушении нефтепродуктов может произойти распространение, разбрызгивание горящего вещества.
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 установки используются для локального тушения пожара и охлаждения строительных конструкций. Обычно используются в помещениях, в которых возможно развитие пожара с выделением большого количества тепла.
- Дренчерные установки предназначаются для тушения пожара по всей заданной площади, а так же создают водяную завесу. Они орошают очаг возгорания в защищаемом помещении, получая сигнал от приборов обнаружения пожара, что позволяет устранить причину возгорания на ранних стадиях, быстрее, чем спринклерными системами.
Данные установки пожаротушения встречаются наиболее часто. Они используются для защиты складов, торговых центров, помещений производства горячих натуральных и синтетических смол, пластмасс, резиновых изделий, кабельных канатов и т.д. Современные термины и определения применительно к водяным АУП приведены в НПБ 88-2001.
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.
Спринклерная установка активируется автоматически при повышении температуры помещения до заданного уровня. Пожарным извещателем является тепловой замок спринклерного оросителя (спринклера). Наличие замка обеспечивает герметизацию выходного отверстия оросителя. В начале включаются спринклеры, находяжиеся над очагом возгорания, в результате чего падает давление в распределительном 1 и питающем 2 провода, срабатывает соответствующий УУ и вода из автоматического водопитателя 16 по подводящему трубопроводу 9 подается на тушение через открывшиеся спринклеры. 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.
Рассмотрим подробнее особенности дренчерной установки:
Она не содержит теплового замка, как спринклерная, поэтому снабжена дополнительными устройствами обнаружения пожара.
Автоматическое включение обеспечивает 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 распределительные 9 трубопроводы заполнены атмосферным воздухом (сухо трубы). 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 данном избражении источником воды 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. Спринклерную установку нельзя включить автоматически, т.к. несанкционированная подача воды из систем пожаротушения приведет к нанесению большого ущерба защищаемому помещению при отсутствии пожара. Рассмотрим схему спринклерной установки, которая позволяет исключить подобные ложные срабатывания:
Установка содержит спринклерные оросители на распределительном трубопроводе 1, который в условиях эксплуатации заполнен сжатым воздухом до давления около 0,7 кгс/см2 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).
Механические повреждения, которые могут вызвать нарушение герметичности распределительного трубопровода установки или теплового замка, не вызовут подачу воды, т.к. клапан 8 закрыт. При снижении давления в трубопроводе 1 до 0,35 кгс/см2 сигнализатор 4 вырабатывает тревожный сигнал о неисправности (разгерметизации) распределительного трубопровода 1 установки.
Ложное срабатывание АПС также не приведет к срабатыванию системы. 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, ТС АПС выбираются так, чтобы иннертность спринклерных оросителей была выше. Это делается для того. Чтобы при пожаре ТС АПС срабатывали раньше и открывали запорный клапан 8. Далее вода поступит в трубопровод 1 и заполнит его. Это значит, что к моменту срабатывания оросителя, вода уже находится перед ним.
Важно уточнить, что подача первого тревожного сигнала от АПС позволяет быстро устранить небольшие возгорания средствами первичного пожаротушения(такими, как огнетушители).
2.2. Состав технологической части спринклерных и дренчерных установок водяного пожаротушения
2.2.1. Источник водоснабжения
Источником водоснабжения системы является водопровод, пожарный резервуар или водоем.
2.2.2. Водопитатели
В соответствии с НПБ 88-2001 основной водопитатель обеспечивает работу установки пожаротушения с заданным давлением и расходом воды или водного раствора в течение расчетного времени.
Источник водоснабжения (водопровод, водоем и т.д.) может быть использован в качестве основного водопитателя, если он может обеспечить расчетный расход и давление воды в течение необходимого времени. До выхода в рабочий режим основного водопитателя давление в трубопроводе автоматически обеспечивается вспомогательным водопитателем . Как правило, это гидропневматический бак (гидропневмобак), который оборудуют поплавковыми и предохранительными клапанами, датчиками уровня, визуальными уровнемерами, трубопроводами для выпуска воды при тушении пожара, устройствами для создания необходимого давления воздуха.
Автоматический водопитатель обеспечивает давление в трубопроводе, необходимое для срабатывания узлов управления. Таким водопитателем могут быть водопроводы с необходимым гарантированным давлением, гидропневматический бак, жокей-насос.
2.2.3. Узел управления (УУ)
- это сочетание трубопроводной арматуры с запорными и сигнальными устройствами и измерительными приборами. Предназначаются они для запуска противопожарной установки и контроля за ее работоспособностью, располагаются между подводящим и питающим трубопроводами установок.
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.
Тепловой замок
в составе спринклерного оросителя срабатывает при повышении температуры в помещении до заданного уровня.
Термочувствительным элементом здесь являются плавкие, либо взрывные элементы, как например стеклянные колбы. Также разрабатываются замки с упругим элементом « памяти формы».
Принцип действия замка с использованием плавкого элемента заключается в применении двух металлических пластин, спаянных легкоплавким припоем, который теряет прочность при повышении температуры, вследствие чего рычажная система выходит из равновесия, и открывает клапан оросителя.
Но использование плавкого элемента имеет ряд недостатков, таких как подверженность легкоплавкого элемента коррозии, вследствие чего он становится хрупким, а это может повлечь самопроизвольное срабатывание механизма (особенно в условиях вибрации).
Поэтому все чаще сейчас применяются оросители с использованием стеклянных колб. Они технологичны в изготовлении, стойки к внешним воздействиям, длительное действие температур, близких к номинальным никак не сказываются на их надежности, устойчивы к действию вибрации или резких колебаний давления в водопроводной сети.
Ниже представлена схема конструкции оросителя с взрывным элементом- колбой С.Д. Богословского:
1 - штуцер; 2 - дужки; 3 - розетка; 4 - прижимной винт; 5 - колпачок; 6 - термоколба; 7 - диафрагма
Термоколба есть ни что иное, как тонкостенная герметично закрытая ампула, внутри которой находится термочувствительная жидкость, например, метилкарбитол. Это вещество под действием высоких температур энергично расширяется, увеличивая давление в колбе, что приводит к ее взрыву.
В наши дни термоколбы являются самым популярным теплочувствительным элементом спринклерных оросителей. Чаще всего встречаются термоколбы фирм "Job GmbН" типа G8, G5, F5, F4, F3, F 2.5 и F1.5, "Day-Impex Lim" типа DI 817, DI 933, DI 937, DI 950, DI 984 и DI 941, Geissler типа G и "Norbert Job" типа Norbulb. Имеются сведения об освоении выпуска термоколб в России и фирмой "Grinnell" (США).
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). Такие оросители, как правило, маркируют литерами FR (Fast Response).
Примечание: цифра после буквы F обычно соответствует диаметру термоколбы в мм.
Список документов, которые регламентируют требования, применение и методы испытаний оросителей
ГОСТ Р 51043-97
НПБ 87-2000
НПБ 88-2001
НПБ 68-98
Структура обозначения и маркировка оросителей в соответствии с ГОСТ Р 51043-97 приведена ниже.
Примечание: Для дренчерных оросителей поз. 6 и 7 не указывают.
Основные технические параметры оросителей общего назначения
|
Вид оросителя |
Условный диаметр выходного отверстия, мм |
Наружная присоединительная резьбаR |
Минимальное рабочее давление перед оросителем, МПа |
Защищаемая площадь, м2, не менее |
Средняя интенсивность орошения, л/(с·м2), не менее |
|
0,020 (>0,028) |
|||||
|
0,04 (>0,056) |
|||||
|
0,05 (>0,070) |
|||||
Примечания:
(текст) - редакция по проекту ГОСТ Р .
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. Не ограничивается размер наружной присоединительной резьбы 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.
Защищаемая площадь орошения принимается равной площади, удельный расход и равномерность орошения которой не ниже установленной либо нормативной.
Наличие теплового замка накладывает на спринклерные оросители некоторые ограничения по времени и предельной температуры срабатывания.
Для оросителей устанавливаются следующие требования:
Номинальная температура срабатывания
- температура, при которой происходит реагирование теплового замка, происходит подача воды. Установлена и указана в стандарте или технической документации для данного изделия
Номинальное время срабатывания
- указанное в технической документации время срабатывания спринклерного оросителя
Условное время срабатывания
- время с момента действия на спринклерный ороситель температуры, превышающей номинальную на 30 °С, до активации теплового замка.
Номинальная температура, условное время срабатывания и цветовая маркировка спринклерных оросителей по ГОСТ Р 51043-97 , НПБ 87-2000 и планируемому ГОСТ Р представлены в таблице:
Номинальная температура, условное время срабатывания и цветовая маркировка спринклерных оросителей
|
Температура, °С |
Условное время срабатывания, с, не более |
Маркировочный цвет жидкости в стеклянной термоколбе (разрывном термочувствительном элементе) или дужек оросителя (при плавком и упругом термочувствительном элементе) |
|
|
номинальная срабатывания |
предельное отклонение |
||
|
Оранжевый |
|||
|
Фиолетовый |
|||
|
Фиолетовый |
|||
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.
Устранение пожаров с высокой интенсивностью тепловыделения. Оказалось, что обычные оросители, установленные на больших складах, например, пластмассовых материалов не справляются из-за того, что мощные тепловые потоки пожара уносят мелкие капли воды. С 60-х по 80-е года прошлого века в Европе для тушения таких пожаров применялись спринклерные оросители с отверстием 17/32”, а после 80-х перешли на использование оросителей со сверхбольшим отверстием (ELO), ESFR и "больших капель". Такие оросители способны производить капли воды, проникающие сквозь конвективный поток, возникающий в помещении склада при мощном пожаре. За пределами нашей страны спринклерные носители типа ELO применяются для защиты упакованной в картон пластмассы на высоте около 6 м (кроме воспламеняющихся аэрозолей).
Еще одним качеством оросителя ELO является то, что он способен функционировать при низком давлении воды в трубопроводе. Достаточное давление может быть обеспечено во многих водных источниках без применения насосов, что сказывается на стоимости оросителей.
Оросители типа ESFR рекомендованы для защиты различной продукции, в том числе упакованные в картон не вспененные пластмассовые материалы, складируемые на высоте до 10, 7 м при высоте помещения до 12,2 м. Такие качества системы, как быстрое реагирование на развитие огня и интенсивный поток воды, позволяет использовать меньшее количество оросителей, что положительно сказывается на уменьшении затраченной воды и нанесенного ущерба.
Для помещений, где технические конструкции нарушают интерьер помещения были разработаны следующие типы оросителей:
Углубленные
- оросители, корпус или дужки которых частично скрываются в углублениях подвесного потолка или стеновой панели;
Потайные
- оросители, в которых корпус дужки и частично термочувствительный элемент находятся в углублении подвесного потолка или стеновой панели;
Скрытые
- оросители, закрывающиеся декоративной крышкой
Принцип действия таких оросителей изображен ниже. 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 распространения воды.
Чтобы не увеличивать время срабатывания АУП, температура плавления припоя декоративной крышки устанавливается ниже температуры срабатывания системы оросителя, поэтому в условиях пожара декоративный элемент не будет препятствовать поступлению теплового потока к тепловому замку оросителя.
Проектирование спринклерных и дренчерных установок водяного пожаротушения.
Детально особенности проектирования водопенных АУП расписаны в учебном пособии. В нем Вы найдете особенности создания спринклерных и дренчерных водопенных АУП, установки пожаротушения тонкораспыленной водой, АУП для сохранения высотных стеллажных складов, правила расчета АУП, примеры.
Так же в пособии изложены основные положения современной НТД для каждой области России. Подробному рассмотрению подвергается изложение правил разработки технического задания на проектирование, формулировка основных положений по согласованию и утверждению этого задания.
В учебном пособии также рассматриваются содержание и правила оформления рабочего проекта, включая пояснительную записку.
Чтобы упростить Вам задачу, мы приводим алгоритм проектирования классической установки водяного пожаротушения в упрощенном виде:
1. По данным НПБ 88-2001 необходимо установить 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). 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 пожарной опасности (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. Заметим, 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 для спринклерных систем определяют из условия одновременной работы всех спринклерных оросителей на защищаемой площади
(см. табл. 1 гл. 4 НПБ 88-2001, ), с учетом КПД используемой воды и того факта, что расход оросителей, устанавливаемых вдоль распределительных труб, увеличивается по мере отдаления от "диктующего" оросителя.
Расход воды для дренчерных установок рассчитываются из условия одновременной работы всех дренчерных оросителей в защищаемом складском помещении (5, 6 и 7-я группы объекта защиты) . Площадь помещений 1, 2, 3 и 4-й групп для определения расхода воды и числа одновременно работающих секций находят в зависимости от технологических данных.
7. Для складских помещений
(5, 6 и 7-я группы объекта защиты по НПБ 88-2001) интенсивность орошения зависит от высоты складирования материалов.
Для зоны приема, 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, 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 приема, упаковки, комплектации и отправки грузов.
При этом непременно учитывается, что объемно-планировочные и конструктивные решения складов должны соответствовать и СНиП 2.11.01-85, например, 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 хранится в резервуарах различного назначения, если установлены устройства, которые предотвращают расход указанного объема воды на другие нужды.
Должно быть установлено не менее двух пожарных резервуаров. При этом необходимо учесть, что в каждом из них должно храниться не менее 50 % объема воды для пожаротушения, а подача воды в любую точку пожара обеспечивают из двух соседних резервуаров (водоемов).
При расчетном объеме воды до 1000 м3 допустимо хранить воду в одном резервуаре.
К пожарным резервуарам, водоемам и проемным колодцам должен быть создан свободный подъезд пожарных машин с облегченным усовершенствованным покрытием дорог. Места расположения пожарных резервуаров (водоемов) Вы найдете в 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 важно учесть следующее:
9.1. В пределах одного защищаемого помещения должны размещаться 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. Исключения составляют лишь оросители под балочными перекрытиями с выступающими частями более 0,32 м (при классе пожарной опасности перекрытия (покрытия) К0 и К1) или 0,2 м (в остальных случаях). В таких ситуациях оросители устанавливаются между выпирающими частями перекрытия учитывая равномерное орошение пола.
Кроме этого необходимо установить дополнительные спринклерые 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.
Наилучшие показатели по скорости действия были получены при размещении площади дужек оросителя перпендикулярно воздушному потоку; при ином размещении оросителя за счет экранирования термоколбы дужками от воздушного потока время срабатывания возрастает.
Оросители устанавливаются таким образом, чтобы вода из одного оросителя не задевала соседние. Минимальное расстояние между смежными оросителями под гладким перекрытием не должна превышать 1,5 м.
Расстояние между спринклерными оросителями и стенами (перегородками) не должно быть больше 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 располагаются 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 применяются в любой конфигурации спринклерной установки.
Если возникает опасность механического повреждения, оросители защищаются кожухами. Конструкция кожуха выбирается так, чтобы исключить уменьшение площади и интенсивности орошения ниже нормативных значений.
Особенности размещения оросителей для получения водяных завес подробно описаны в пособиях.
9.2. Трубопроводы проектируют из стальных труб: по ГОСТ 10704-91 - со сварными и фланцевыми соединениями, по ГОСТ 3262-75 - со сварными, фланцевыми, резьбовыми соединениями, а также по ГОСТ Р 51737-2001 - с разъемными трубопроводными муфтами только для водонаполненных спринклерных установок для труб диаметром не более 200 мм.
Подводящие трубопроводы разрешается проектировать тупиковыми, только в том случае, если конструкция содержит не более трех узлов управления и длина внешнего тупикового провода не более 200м. В других случаях подводящие трубопроводы создаются кольцевыми и разделяются на участки задвижками из расчета до 3х управления в участке.
Тупиковые и кольцевые питающие трубопроводы снабжают 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.
Необходимо предусмотреть теплоизоляцию водозаполненных трубопроводов, проложенных в местах их возможного промерзания, например, над воротами или дверными проемами. При необходимости предусматривают дополнительные устройства для спуска воды.
В некоторых случаях возможно подключение 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.
Как уже упоминалось ранее, 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. Трубы должны пройти испытания в ФГУ ВНИИПО МЧС России.
Средний срок службы в установках пожаротушения пластмассового трубопровода должен составлять не менее 20 лет. Трубы устанавливаются только в помещениях категорий В, Г и Д, причем в установках наружного пожаротушения их использование запрещено. Установка пластмассовых труб предусматривается как открытая, так и скрытая (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 помещения, выполняющие административные, бытовые и хозяйственные функции, 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 открытом размещении спринклерных оросителей расстояние между ними не должно быть больше 3м, для настенных допустимое расстояние составляет- 2,5 м.
При скрытом размещении системы пластмассовый трубопровод скрывается потолочными панелями, огнестойкость которых составляет EL 15.
Рабочее давление в пластмассовом трубопроводе должно быть не менее 1,0 МПа.
9.3 Трубопроводная сеть должна быть поделена на секции пожаротушения - совокупность питающих и разделительных трубопроводов, на которых и размещаются оросители, присоединенные к общему для всех 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 м3. Вместимость трубопровода может быть увеличена до 4,0 м3 при использовании УУ с акселератором или эксгаустером.
Для исключения ложных сигналов о срабатывании применяют камеру задержки перед сигнализатором давления УУ спринклерной установки.
Для защиты нескольких помещений или этажей одной секцией спринклерной системы возможна установка сигнализаторов потока жидкости на питающих трубопроводах, за исключением кольцевых. В этом случае должна быть установлена запорная арматура, сведения о которой Вы найдете в НПБ 88-2001. Делается это для выдачи сигнала, уточняющего место возгорания и включения систем оповещения и дымоудаления.
Сигнализатор потока жидкости можно применить в качестве сигнального клапана в водозаполненной спринклерной установке, если за ним установлен обратный клапан.
Секция спринклерной установки с 12 и более пожарными кранами должна иметь два ввода.
10. Составление гидравлического расчета.
Основной задачей здесь является определение расхода воды на каждый ороситель и диаметр различных частей противопожарного трубопровода. Неправильный расчет распределительной сети АУП (недостаточный расход воды) часто становится причиной неэффективного пожаротушения.
В гидравлическом расчете необходимо решить 3 задачи:
а) определить давление на входе в противоположный 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. Первым делом следует определить потери давления при движении воды по трубопроводу при заданном расчетном ходе, а после определить марку насоса (или другого вида источника водоснабжения), способного обеспечить необходимый напор.
б) определить расход воды по заданному давлению в начале трубопровода. В данном случае расчет следует начать с определения гидравлического сопротивления каждого элемента трубопровода, вследствие чего, установить расчетный расход воды в зависимости от полученного давления в начале трубопровода.
в) определить диаметра трубопровода и других элементов защитной системы трубопроводов исходя из рассчитанного расхода воды и потерь давления вдоль длины трубопровода.
В пособиях НПБ 59-97, НПБ 67-98 подробно рассматриваются способы расчета необходимого давления в оросителе с установленной интенсивностью орошения. При этом нужно учесть, что при изменении давления перед оросителем площадь орошения может как увеличиться, уменьшиться или остаться неизменной.
Формула для вычисления необходимого давления в начале трубопровода после насоса для общего случая выглядит следующим образом:
где Рг - потери давления на горизонтальном участке трубопровода АБ;
Рв - потери давления на вертикальном участке трубопровода БД;
Ро - давление у "диктующего" оросителя;
Z - геометрическая высота "диктующего" оросителя над осью насоса.
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 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 106 м6/с2; Km - удельная характеристика трубопровода, м6/с2.
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 НПБ 67-98 .
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:
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:
Поэтому при гидравлических расчетах по НПБ 88-2001 значение коэффициента производительности в соответствии с международным и национальными стандартами необходимо принимать равным:
Однако необходимо учитывать, что не вся диспергируемая вода поступает непосредственно в защищаемую зону.
На рисунке изображена эпюра затрагивания оросителем площади помещения. На площади круга с 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
а - шахматный; б - квадратный
Размещение оросителей в шахматном порядке выгодно в тех случаях, когда линейные размеры подконтрольной зоны кратны радиусу Ri или остаток не более 0,5 Ri, и практически весь расход воды приходится на защищаемую зону.
В данном случае конфигурация расчетной площади имеет вид вписанного в окружность правильного шестиугольника, форма которого стремится к орошаемой системой площади круга. При таком расположении создается наиболее интенсивное орошение боковых сторон. НО при квадратном расположении оросителей увеличивается зона их взамодействия.
Согласно НПБ 88-2001 расстояние между оросителями зависит от групп защищаемых помещений и составляет для одних групп не более 4 м, для других - не более 3 м.
Реальны только 3 способа размещения оросителей на распределительном трубопроводе:
Симметричный (А)
Симметрично-закольцованный (В)
Несимметричный (Б)
На рисунке изображены схемы трех способов компоновки оросителей, рассмотрим их подробнее:
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
Для каждой секции пожаротушения находим самую удаленную и высоко расположенную защищаемую зону, гидравлический расчет будет проводиться именно для этой зоны. Давление P1 у «диктующего» оросителя 1, располагающегося дальше и выше других оросителей системы не должно быть ниже:
где q - расход через ороситель; К - коэффициент производительности; Рмин раб - минимальное допустимое давление для данного типа оросителя.
Расход первого оросителя 1 является расчетным значением Q1-2 на участке l1-2 между первым и вторым оросителем. Потери давления Р1-2 на участке l1-2 определяют по формуле:
где Кт - удельная характеристика трубопровода.
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, м3/с; ϑ - 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.
По расходу воды Q2-а определяют потери напора на участке "2-а":
Напор в точке "а" равен
Отсюда получаем: для левой ветви 1 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 1 рядка имеем давление, равное Ра, и расход воды:
Рядок 2 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 2 определяют по формуле:
Все следующие рядки рассчитываются аналогично расчету второго до получения результата расчетного расхода воды. Затем подсчитывают общий расход из условия расстановки необходимого количества оросителей, необходимых для защиты расчетной площади в том числе и в случае необходимости установки оросителей под технологическим оборудованием, вентиляционными коробами либо площадками, препятствующими орошению защищаемой площади.
Расчетную площадь принимают в зависимости от группы помещений по данным НПБ 88-2001.
Из-за того, что давление в каждом оросителе отличается (у самого отдаленного оросителя - минимальное давление), необходимо также учесть и различный расход воды из каждого оросителя при соответствующем КПД 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.
Кольцевая сеть рассчитывается 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).
При примерных расчетах все местные сопротивления принимаются равными 20% от сопротивления сети трубопроводов.
Потери напора в УУ 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 производится так, чтобы давление в УУ не было более 1 МПа.
Приблизительно диаметры распределительных рядков можно установить по числу установленных оросителей. В таблице ниже приведена зависимость между самыми распространенными диаметрами труб распределительных рядков, давлением и количеством установленных спринклерных оросителей.
Наиболее распространенной ошибкой при гидравлическом расчете распределительных и питающих трубопроводов является определение расхода Q по формуле:
где i и Fор - соответственно интенсивность и площадь орошения для расчета расхода, принимаемые по НПБ 88-2001.
Эта формула не может быть применена потому, что, как уже было указано выше, интенсивность в каждом оросителе отличается от остальных. Получается это из-за того, что в любых установках с большим количеством оросителей при одновременном их срабатывании возникают потери давления в системе трубопроводов. Из-за этого и расход, а также и интенсивность орошения каждой части системы различны. В итоге ороситель, располагающийся ближе к питательному трубопроводу, имеет большее давление, а следственно и больший расход воды. Указанную неравномерность орошения иллюстрирует гидравлический расчет рядков, которые состоят из последовательно расположенных оросителей.
d - диаметр, мм; l - длина трубо-провода, м; 1-14 - порядковые номера оросителей
Значения расхода и давления в рядках
|
Номер расчетной схемы рядков |
Диаметр труб участков, мм |
Давление, м |
Расход оросителя л/с |
Суммарный расход рядка, л/с |
|||||||||||
|
Равномерное орошение Qp6= 6q1 |
Неравномерное орошение Qф6 = qns |
||||||||||||||
Примечания:
1. Первая расчетная схема состоит из оросителей с отверстиями диаметром 12 мм с удельной характеристикой 0,141 м6/с2; расстояние между оросителями 2,5 м.
2. Расчетные схемы рядков 2-5 представляют собой рядки из оросителей с отверстиями диаметром 12,7 мм с удельной характеристикой 0,154 м6/с2; расстояние между оросителями 3 м.
3. Через Р1 обозначено расчетное давление перед оросителем, а через
Р7 - расчетное давление в рядке.
Для расчетной схемы №1 расход воды q6 из шестого оросителя (расположенного около питательного трубопровода) в 1,75 раза больше, чем расход воды q1 из конечного оросителя. Если бы выполнялось условие равномерной работы всех оросителей системы, то общий расход воды Qp6 находился бы умножением расхода воды оросителя на количество оросителей в рядке: Qp6 = 0,65·6 = 3,9 л/с.
Если бы подача воды из оросителей была неравномерной, суммарный расход воды Qф6 , согласно приближенному табличному методу расчета, вычислялся бы путем последовательного сложения расходов; он составляет 5,5 л/с, что на 40 % выше Qp6 . Во второй расчетной схеме q6 в 3,14 раза больше q1 , а Qф6 в два с лишним раза превышает Qp6 .
Беспричинное увеличение расхода воды для оросителей, давление перед которыми выше, чем в остальных, приведет только лишь к увеличению потерь давления в питающем трубопроводе и, как следствие, к увеличению неравномерности орошения.
Диаметр трубопровода положительно сказывается как на уменьшении падения давления в сети, так и на расчетный расход воды. Если максимизировать расход воды водопитателя при неравномерной работе оросителей, сильно повысится стоимость строительных работ для водопитателя. этот фактор является решающим при определении стоимости работ.
Как можно добиться равномерного расхода воды, и, в итоге, равномерного орошения защищаемого помещения при давлениях, изменяющихся по длине трубопровода? Существуют несколько доступных вариантов: устройство диафрагм, применение оросителей с изменяющимся по длине трубопровода выходными отверстиями и т.п.
Однако, никто не отменял существующие нормы (НПБ 88-2001), которые не допускают размещения оросителей с разным выпускным отверстием в пределах одного защищаемого помещения.
Использование диафрагм документами не регламентируется, так как при их установке каждый ороситель и рядок имеют постоянный расход, расчет питающих трубопроводов, от диаметра которых зависят потери давления, числа оросителей в рядке расстояния между ними. Этот факт во многом упрощает гидравлический расчет секции пожаротушения.
Благодаря этому расчет сводится к определению зависимостей падения давления на участках секции от диаметров труб. При выборе диаметров трубопроводов на отдельных участках необходимо соблюдать условие, при котором потери давления на единицу длины мало отличаются от среднего гидравлического уклона:
где k - средний гидравлический уклон; ∑Р - потери давления в линии от водопитателя до "диктующего" оросителя, МПа; l - длина расчетных участков трубопроводов, м.
Данный расчет продемонстрируют, что установочная мощность насосных агрегатов, приходящаяся на преодоление потерь давления в секции при применении оросителей с одинаковым расходом, может быть уменьшена в 4,7 раза, а объем неприкосновенного запаса воды в гидропневмобаке вспомогательного водопитателя - в 2,1 раза. Уменьшение металлоемкости трубопроводов при этом составит 28 %.
Однако в учебном пособии оговаривается, что устанавливать перед оросителями диафрагмы разного диаметра - нецелесообразно. Причиной тому является тот факт, что в процессе эксплуатации АУП не исключается возможность перестановки диафрагм, что заметно снижает равномерность орошения.
Для внутреннего противопожарного раздельного водопровода по СНиП 2.04.01-85* и автоматических установок пожаротушения по НПБ 88-2001 разрешена установка одной группы насосов при условии обеспечения этой группой расхода Q, равного сумме потребности каждого водопровода:
где QВПВ QАУП - расходы, необходимые соответственно для внутреннего противопожарного водопровода и водопровода АУП.
В случае присоединения пожарных кранов к питающим трубопроводам суммарный расход определяют по формуле:
где QПК - допустимый расход из пожарных кранов (принимается по СНиП 2.04.01-85*, табл. 1-2).
Длительность работы внутренних пожарных кранов, которые имеют в своем составе ручные водяные или пенные пожарные стволы и присоединенные к питающим трубопроводам спринклерной установки, принимается равной времени ее работы.
Для ускорения и повышения точности гидравлических расчетов спринклерных и дренчерных АУП рекомендуется использовать вычислительную технику.
11. Выбирают насосную установку.
Что такое насосные установки? В системе орошения они выполняют функцию основного водопитателя и предназначаются для обеспечения водяных (и водопенных) АУП нужным давлением и расходом огнетушащего вещества.
Выделяют 2 типа насосных установок: основные и вспомогательные.
Вспомогательные используются в перманентном режиме, пока не требуется больших затрат воды (например, в спринклерных установках на период, пока срабатывают не более 2-3 оросителей). Если же пожар принимает больший масштаб, то запускаются основные насосные агрегаты (в НТД они часто упоминаются как основные пожарные насосы), которые и обеспечивают расход воды для всех оросителей. В дренчерных АУП используются, как правило, только основные пожарные насосные установки.
Насосные установки состоят из насосных агрегатов, шкафа управления и системы обвязки гидравлическим и электромеханическим оборудованием.
Насосный агрегат состоит из привода, соединенного через передаточную муфту с насосом (или блоком насосов), и фундаментной плиты (или основания). В АУП может быть установлено несколько рабочих насосных агрегатов, что влияет на требуемый расход воды. Но независимо от числа установленных агрегатов в насосной системе должен быть предусмотрен один резервный.
При использовании в АУП не более трех узлов управления насосные установки допускается проектировать с одним вводом и одним выходом, в остальных случаях - с двумя вводами и двумя выходами.
Принципиальная схема насосной установки с двумя насосами, одним вводом и одним выходом приведена на рис. 12; с двумя насосами, двумя вводами и двумя выходами - на рис. 13; с тремя насосами, двумя вводами и двумя выходами - на рис. 14.
Вне зависимости от числа насосных агрегатов схема насосной установки должна обеспечивать подачу воды в подающий трубопровод АУП от любого ввода путем переключения соответствующих задвижек или затворов:
Напрямую через обводную линию, минуя насосные агрегаты;
- от любого насосного агрегата;
- от любой совокупности насосных агрегатов.
До и после каждого насосного агрегата устанавливают задвижки. Это позволяет производить ремонтные и регламентные работы без нарушения работоспособности АУП. Чтобы предотвратить обратный переток воды через насосные агрегаты или обводную линию на выходе насосов устанавливают обратные клапаны, которые возможно устанавливать и за задвижкой. В таком случае при переустановке задвижки для ремонта не нужно будет соверщать слив воды из проводящего трубопровода.
Как правило, в АУП используют центробежные насосы.
Подходящий тип насоса подбирают по характеристикам Q-H, которые приведены в каталогах. При этом учитывают следующие данные: требуемые напор и подача (по результатам гидравлического расчета сети), габаритные размеры насоса и взаимная ориентация всасывающих и напорных патрубков (это определяет условия компоновки), масса насоса.
12. Размещение насосной установки насосной станции.
12.1. Размещаются насосные станции в обособленных помещениях с противопожарными перегородками и перекрытиями с пределом огнестойкости REI 45 по СНиП 21-01-97 на первом, цокольном или подвальном этажах, либо в отдельной пристройке к зданию. Необходимо обеспечить постоянную температуру воздуха от 5 до 35 °С и относительную влажность не более 80 % при 25 °С. Указанное помещение оборудуют рабочим и аварийным освещением по СНиП 23-05-95 и телефонной связью с помещением пожарного поста, у входа размещают световое табло "Насосная станция".
12.2. Насосную станцию следует относить:
По степени обеспеченности подачи воды - к 1-й категории согласно СНиП 2.04.02-84*. Количество всасывающих линий к насосной станции, независимо от числа и групп установленных насосов, должно быть не менее двух. Каждая всасывающая линия должна быть рассчитана на пропуск полного расчетного расхода воды;
- по надежности электроснабжения - к 1-й категории согласно ПУЭ (питание от двух независимых источников электроснабжения). При невозможности выполнить это требование допускается устанавливать (кроме подвальных помещений) резервные насосы с приводом от двигателей внутреннего сгорания.
Обычно насосные станции проектируются с управлением без постоянного обслуживающего персонала. Необходимо учесть местное управление при наличии автоматического или дистанционного.
Одновременно с включением пожарных насосов должны автоматически выключаться все насосы другого назначения, запитанные в данную магистраль и не входящие в АУП.
12.3. Размеры машинного зала насосной станции надлежит определять с учетом требований СНиП 2.04.02-84* (раздел 12). Учитывают требования к ширине проходов.
В целях уменьшить размеры насосной станции в плане возможна установка насосов с правым и левым вращением вала, причем рабочее колесо должно вращаться только в одном направлении.
12.4. Отметку оси насосов определяют, как правило, исходя из условий установки корпуса насосов под заливом:
В емкости (от верхнего уровня воды (определяемого от дна) пожарного объема при одном пожаре, среднего (при двух и более пожарах;
- в водозаборной скважине - от динамического уровня подземных вод при максимальном водоотборе;
- в водотоке или водоеме - от минимального уровня воды в них: при максимальной обеспеченности расчетных уровней воды в поверхностных источниках - 1 %, при минимальной - 97 %.
При этом необходимо учесть допустимую вакуумметрическую высоту всасывания (от расчетного минимального уровня воды) или требуемый заводом-изготовителем необходимый подпор со стороны всасывания, а также потери давления (напора) во всасывающем трубопроводе, температурные условия и барометрическое давление.
Чтобы получать воду из запасного резервуара необходимо монтировать насосы « под залив». При такой установке насосов выше уровня воды в резервуаре применяют устройства для заливки насосов или самовсасывающие насосы.
12.5. При использовании в АУП не более трех узлов управления насосные установки проектируются с одним вводом и одним выходом, в остальных случаях - с двумя вводами и двумя выходами.
В насосной станции возможно рспологать всасывающие и напорные коллекторы, в том случае, если это не повлечет увеличения пролета машинного зала.
Трубопроводы в насосных станциях, как правило, выполняют из стальных труб на сварке. Предусматривают непрерывный подъем всасывающего трубопровода к насосу с уклоном не менее 0,005.
Диаметры труб, фасонных частей арматуры принимаются на основе технико-экономического расчета, исходя из рекомендуемых скоростей движения воды, указанных в таблице ниже:
|
Диаметр труб, мм |
Скорость движения воды, м/с, в трубопроводах насосных станций |
|
|
всасывающих |
напорных |
|
|
Св. 250 до 800 |
||
На напорной линии у каждого насоса необходим обратный клапан, задвижка и манометр, на всасывающей обратный клапан не нужен, а при работе насоса без подпора на всасывающей линии обходятся и без задвижки с манометром. Если давление в наружной сети водопровода менее 0,05 МПа, то перед насосной установкой размещают приемный резервуар, вместимость которого указана в разделе 13 СНиП 2.04.01-85*.
12.6. При аварийном отключении рабочего насосного агрегата должно быть предусмотрено автоматическое включение резервного агрегата, запитанного в данную магистраль.
Время запуска пожарных насосов не должно быть более 10 мин.
12.7. Для подключения установки пожаротушения к передвижной пожарной технике выводят наружу трубопроводы с патрубками, которые оборудуются соединительными головками (если подключено не менее двух пожарных автомобилей одновременно). Пропускная способность трубопровода должна обеспечивать наибольший расчетный расход в "диктующей" секции установки пожаротушения.
12.8. В заглубленных и полузаглубленных насосных станциях должны быть приняты меры против возможного затопления агрегатов при аварии в пределах машинного зала на самом крупном по производительности насосе (или на запорной арматуре, трубопроводе) следующими способами:
- расположения электродвигателей насосов на высоте не менее 0,5 м от пола машинного зала;
- самотечного выпуска аварийного количества воды в канализацию или на поверхность земли с установкой клапана или задвижки;
- откачки воды из приямка специальными или основными насосами производственного назначения.
Также необходимо принять меры по удалению излишков воды из машинного зала. Для этого полы и каналы в зале монтируются с уклоном к сборному приямку. На фундаментах под насосы предусматривают бортики, желобки и трубки для отвода воды; при невозможности самотечного отвода воды из приямка следует предусматривать дренажные насосы.
12.9. Насосные станции размером машинного зала 6-9 м и более оборудуют внутренним противопожарным водопроводом с расходом воды 2,5 л/с, а также другими первичными средствами пожаротушения.
13. Выбирают вспомогательный или автоматический водопитатель.
13.1. В спринклерных и дренчерных установках использует автоматический водопитатель, как правило сосуд (сосуды), заполненный водой (не менее 0,5 м3) и сжатым воздухом. В спринклерных установках с подсоединенными пожарными кранами для зданий высотой более 30 м объем воды или раствора пенообразователя увеличивают до 1 м3 или более.
Основная задача водопровода, установленного в качестве автоматического водопитателя, - обеспечить гарантированное давление численно равное расчетному или превышающее его, достаточное для срабатывания узлов управления.
Также можно применить подпитывающий насос (жокей-насос) в составе которого установлена не резервируемая промежуточная емкость, обычно мембранна, с объемом воды более 40л.
13.2. Объем воды вспомогательного водопитателя рассчитывают из условия обеспечения расхода, необходимого для дренчерной установки (всего количества оросителей) и/или спринклерной установки (на пять оросителей).
Необходимо предусмотреть вспомогательный водопитатель для каждой установки с пожарным насосом, запускаемыми вручную, который обеспечит работу установки с расчетными давлением и расходом воды (раствора пенообразователя) в течение 10 мин и более.
13.3. Гидравлические, пневматические и гидропневматические баки (сосудов, емкостей и т. п.) выбирают с учетом требований ПБ 03-576-03.
Баки следут устанавливать в помещениях со стенами, огнестойкость которых не менее REI 45, а расстояние от верха баков до потолка и стен, а также между соседними баками должно быть от 0,6м. Насосные станции нельзя размещать смежно с помещениями, где возможно большое скопление людей, такие как концертные залы, сцена, гардероб и т.д.
Гидропневматические баки располагают на технических этажах, а пневматические баки - и в неотапливаемых помещениях.
В зданиях, высота которых превышает 30м вспомогательный водопитатель размещают на верхних этажах технического назначения. Автоматический и вспомогательный водопитатели должны отключаться при включении основных насосов.
В учебном пособии подробно рассмотрены порядок разработки задания на проектирование (гл. 2), порядок разработки проекта (гл. 3), согласование и общие принципы экспертизы проектов АУП (гл. 5). На основании указанного пособия составлены следующие приложения:
Приложение 1. Перечень документации, представляемой организацией-разработчиком организации-заказчику. Состав проектно-сметной документации.
Приложение 2. Пример рабочего проекта автоматической спринклерной установки водяного пожаротушения.
2.4. МОНТАЖ, НАЛАДКА И ИСПЫТАНИЯ УСТАНОВОК ВОДЯНОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ
При выполнении монтажных работ следует соблюдать общие требования, приведенные в гл. 12.
2.4.1. Монтаж насосов и компрессоров производят в соответствии с рабочей документацией и ВСН 394-78
В первую очередь необходимо произвести входной контроль и составить акт. Затем удалить лишнюю смазку с агрегатов, подготовить фундамент, разметить и выровнять площадку для пластин под регулировочные винты. При выверке и креплении необходимо обеспечить совмещение в плане осей оборудования с осями фундамента.
Выверку насосов производят регулировочными винтами, предусмотренными в их опорных частях. Выверку компрессоров можно производить регулировочными винтами, инвентарными установочными домкратами, установочными гайками на фундаментных болтах или пакетами металлических прокладок.
Внимание! До окончательной затяжки винтов нельзя производить работы, которые могут изменить выверенное положение оборудования.
Компрессоры и насосные агрегаты, не имеющие общей фундаментной плиты, монтируют последовательно. Монтаж начинают с редуктора или машины большей массы. Выполняют центровку осей по полумуфтам, подключают маслопроводы и, после выверки и окончательного закрепления агрегата, трубопроводы.
Размещение запорной арматуры на всех всасывающих и напорных трубопроводах должно обеспечивать возможность замены или ремонта любого из насосов, обратных клапанов и основной запорной арматуры, а также проверки характеристики насосов.
2.4.2. Узлы управления поставляют в монтажную зону в собранном состоянии в соответствии с принятой в проекте схемой обвязки (рисунками).
Для узлов управления предусматривают функциональную схему обвязки, а на каждом направлении - табличка с указанием рабочих давлений, наименования и категории по взрывопожароопасности защищаемых помещений, типа и количества оросителей в каждой секции установки, положения (состояния) запорных элементов в дежурном режиме.
2.4.3. Монтаж и крепление трубопроводов и оборудования при их монтаже осуществляют в соответствии с СНиП 3.05.04-84, СНиП 3.05.05-84, ВСН 25.09.66-85 и ВСН 2661-01-91.
К стене трубопроводы прикрепляются держателями, но они не могут быть использованы как опоры для других конструкций. Расстояние между узлами крепления труб - до 4 м, исключение составляют трубы с условным проходом более 50 мм, для них шаг может быть увеличен до 6 м, при наличии двух независимых узлов крепления, вмонтированных в конструкции здания. А также пр прокладке трубопровода через гильзы и пазы.
Если стояки и отводы на распределительных трубопроводах превышают 1 м в длину, то их крепят дополнительными держателями. Расстояние от держателя до оросителя на стояке (отводе) составляет не менее 0,15 м.
Расстояние от держателя до последнего оросителя на распределительном трубопроводе для труб с диаметром условного прохода 25 мм и менее не превышает 0,9 м, с диаметром более 25 мм - 1,2 м.
Для воздушных спринклерных установок предусматривают уклон питающих и распределительных трубопроводов в сторону узла управления или спускных устройств: 0,01 - для труб с наружным диаметром менее 57 мм; 0,005 - для труб с наружным диаметром 57 мм и более.
Если трубопровод изготовлен из пластмассовых труб, то он должен пройти испытание при положительной температуре спустя 16 часов после сварки последнего соединения.
Не устанавливайте производственное и санитарно-техническое оборудование к питающему трубопроводу установки пожаротушения!
2.4.4. Монтаж оросителей на защищаемых объектах осуществляют в соответствии с проектом, НПБ 88-2001 и ТД на конкретный вид оросителя.
Стеклянные термоколбы очень хрупкие, поэтому требуют к себе деликатного отношения. Поврежденные термоколбы уже не могут эксплуатироваться, так как не могут выполнять свою прямую обязанность.
При монтаже оросителей рекомендуется плоскости дужек оросителя последовательно ориентировать вдоль распределительного трубопровода и, затем, перпендикулярно его направлению. На соседних рядках рекомендуется ориентировать плоскости дужек перпендикулярно друг к другу: если на одном рядке плоскость дужек ориентирована вдоль трубопровода, то на соседнем - поперек его направления. Руководствуясь данным правилом вы можете повысить равномерность орошения в защищаемом помещении.
Для ускоренного и качественного монтажа оросителей на трубопроводе используют различные приспособления: переходники, тройники, хомуты для подвески трубопроводов и т. п.
При закреплении трубопровода на месте при помощи хомутовых соединений необходимо просверлить несколько отверстий в нужных местах распределительного трубопровода, по которым установка будет центрироваться. Закрепляется трубопровод скобой либо двумя болтами. Ороситель вкручивается в отвод приспособления. Если необходимо использование тройников, то в этом случае Вам нужно будет заготовить трубы заданной длины, концы которых будут соединяться тройниками, затем плотно закрепить тройник на трубах при помощи болта. В этом случае ороситель устанавливается в отвод тройника. Если Вы остановили свой выбор на пластмассовых трубах, то для таких труб необходимы специальные хомутовые подвески:
1 - переходник цилиндрический; 2, 3 - переходники хомутовые; 4 - тройник
Рассмотрим подробнее хомуты, а также и особенности крепления трубопроводов. Для предотвращения механического повреждения оросителя, его обычно закрывают защитыми кожухами. НО! Имейте в виду, что кожух может нарушить равномерность орошения из-за того, что способен искажать распределение диспергируемой жидкости по защищаемой площади. Для того, чтобы избежать этого всегда требуйте у продавца сертификаты соответствия данного оросителя с прилагаемой конструкцией кожуха.
а - хомут для подвески металлического трубопровода;
б - хомут для подвески пластмассового трубопровода
Защитные ограждающие кожухи для оросителей
2.4.5. При высоте расположения устройств управления оборудованием, электроприводами и маховиков задвижек (затворов) более 1,4 м от пола устанавливаются дополнительные площадки и отмостки. Но высота от площадки до устройств управления не должно быть более 1м. Возможно производить уширение фундамента оборудования.
Не исключается расположение оборудования и арматуры под монтажной площадкой (или площадками обслуживания) при высоте от пола (или мостика) до низа выступающих конструкций не менее 1,8 м. При этом над оборудованием и арматурой выполняют съемное покрытие площадок или проемы.
Устройства пуска АУП должны быть защищены от случайных срабатываний.
Данные меры необходимы для того, чтобы максимально обезопасить устройства пуска АУП от непреднамеренного срабатывания.
2.4.6. После монтажа проводят индивидуальные испытания элементов установки пожаротушения: насосных агрегатов, компрессоров, емкостей (автоматических и вспомогательных водопитателей) и др.
Перед началом испытаний УУ из всех элементов установки удаляют воздух, затем заполняют их водой. В спринклерных установках открывают комбинированный кран (в воздушных и водовоздушных - вентиль), необходимо убедиться в срабатывании сигнального устройства. В дренчерных установках закрывают задвижку выше УУ, открывают кран ручного пуска на побудительном трубопроводе (включают кнопку пуска задвижки с электроприводом). Фиксируют срабатывание УУ (задвижки с электроприводом) и сигнального устройства. В процессе испытаний проверяется работа манометров.
Гидравлические испытания емкостей, работающих под давлением сжатого воздуха, проводят в соответствии с ТД на емкости и ПБ 03-576-03.
Обкатку насосов и компрессоров выполняют в соответствии с ТД и ВСН 394-78.
Методы испытаний установки при приемке ее в эксплуатацию приведены в ГОСТ Р 50680-94.
Сейчас, согласно НПБ 88-2001 (п. 4.39) возможно использование пробковых кранов в верхних точках сети трубопроводов спринклерных установок в качестве устройств для выпуска воздуха, а также в качестве крана под манометр для контроля оросителя с минимальным давлением.
Подобные устройства полезно прописывать в проекте на установку и применять при испытаниях УУ.
.jpg)
1 - штуцер; 2 - корпус; 3 - переключатель; 4 - крышка; 5 - рычаг; 6 - плунжер; 7 - мембрана
2.5. ЭКСПЛУАТАЦИОННОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ УСТАНОВОК ВОДЯНОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ
Контролируют исправность установки водяного пожаротушения осуществляет круглосуточная охрана территории здания. Доступ к насосной станции должен быть ограничен для посторонних лиц, комплекты ключей выдается оперативному и обслуживающему персоналу.
НЕЛЬЗЯ окрашивать оросители, необходимо защитить их от попадания краски в ходе косметического ремонта.
Такие внешние воздействия как вибрация, давление в трубороводе, а вследствие воздействие спорадических гидроударов из-за работы пожарных насосов серьезно сказываются на времени эксплуатации оросителей. Следствием может стать ослабление теплового замка спринклерного оросителя, а также их выпадение, если были нарушены условия монтажа.
Часто температура воды в трубопроводе выше средней, особенно это характерно для помещений, где по роду деятельности обусловлены повышенные температуры. Это может повлечь залипание запорного устройства в спринклерном оросителе из-за выпадения осадков в воде. Именно поэтому, даже если внешне устройство выглядит неповрежденным, необходимо проводить осмотр оборудования на наличие коррозии, залипания, чтобы не происходило ложных срабатываний и трагических ситуаций при отказе системы во время пожара.
При активации спринклерного оросителя очень важно, чтобы все части теплового замка вылетели без запоздания после разрушения. Данную функцию регулирует мембранная диафрагма и рычаги. Если при установке была нарушена технология, либо качество материалов оставляет желать лучшего, с течением времени возможно ослабление свойств пружинно-тарельчатой мембраны. К чему это приведет? Тепловой замок частично останется в оросителе и не даст клапану полноценно раскрыться, вода будет лишь сочиться небольшой струей, что не даст устройству в полной мере оросить защищаемую им площадь. Чтобы избежать подобных ситуаций, в спринклерном оросителе предусмотрена дугообразная пружина, чье усилие направлено перпендикулярно плоскости дужек. Это гарантирует полный выброс теплового замка.
Также при использовании необходимо исключить воздействие осветительной арматуры на оросители при ее перемещении во время ремонта. Устраняйте появившиеся зазоры между трубопроводом и электропроводкой.
При определении хода работ ТО и ППР следует:
Ежедневно проводить внешний осмотр узлов установки и контролировать уровень воды в резервуаре,
Еженедельно производить пробный пуск насосов с электро- или дизельным приводом на 10-30 мин от устройств дистанционного пуска без подачи воды,
1 раз в 6 месяцев сливать отстой из резервуара, а также убедиться в исправности дренажных устройств, обеспечивающих сток воды из защищаемого помещения (при их наличии).
Ежегодно проверять расходные характеристики насосов,
Ежегодно проворачивать дренажные вентили,
Ежегодно заменять воду в резервуаре и трубопроводах установки, проводить очистку резервуара, промывку и очистку трубопроводов.
Своевременно проводить гидравлические испытания трубопроводов и гидропневмобака.
Основные регламентные работы, которые проводят за рубежом в соответствии с NFPA 25, предусматривают детальную ежегодную проверку элементов УВП:
- оросителей (отсутствие заглушек, тип и ориентация оросителя в соответствии с проектом, отсутствие механических повреждений, коррозии, засорения выпускных отверстий дренчерных оросителей и т. п.);
- трубопроводов и фитингов (отсутствие механических повреждений, трещин на фитингах, нарушения лакокрасочного покрытия, изменения угла уклона трубопроводов, исправность дренажных устройств, герметизирующие прокладки должны быть подтянуты в зажимных узлах);
- кронштейнов (отсутствие механических повреждений, коррозии, надежность крепления трубопроводов к кронштейнам (узлам крепления) и кронштейнов к строительным конструкциям);
- узлов управления (положение вентилей и задвижек в соответствии с проектом и руководством по эксплуатации, работоспособность сигнальных устройств, прокладки должны быть подтянуты);
- обратных клапанов (правильность подключения).
3. УСТАНОВКИ ПОЖАРОТУШЕНИЯ ТОНКОРАСПЫЛЕННОЙ ВОДОЙ
ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА.
Международные исследования доказали, что при уменьшении водяных капель резко возрастает эффективность тонкораспыленной воды.
К тонкораспыленной воде (ТРВ) относят струи капель с диаметром менее 0,15 мм.
Заметим, что ТРВ и его иностранное название "водяной туман" - не равнозначные понятия. Согласно NFPA 750 водяной туман по степени дисперсности делится на 3 класса. Самый "тонкий" водяной туман относится к классу 1 и содержит капли диаметром ~0,1…0,2 мм. Класс 2 объединяет струи воды с диаметром капель преимущественно 0,2…0,4 мм, класс 3 - до 1 мм. с помощью обычных спринклерных оросителей с малым диаметром выпускного отверстия при незначительном повышении давления воды.
Так для того, чтобы получить водяной туман первого класса, необходимо большое давление воды, либо установка специальных оросителей, тогда как получение дисперсности третьего класса достигается с помощью обычных спринклерных оросителей с малым диаметром выпускного отверстия при незначительном повышении давления воды.
Впервые водяной туман был установлен и применен на пассажирских паромах в 1940-х годах. Сейчас интерес к нему увеличился в связи с последними исследованиями, которые доказали, что водяной туман отлично справляется с обеспечением пожарной безопасности в тех помещениях, где ранее были использованы установки хладонового или углекислого пожаротушения.
В России первыми появились установки пожаротушения перегретой водой. Они были разработаны ВНИИПО в начале 1990-х гг. Струя перегретого пара быстро испарялась и превращалась в струю пара с температурой около 70 °С, которая переносила на значительное расстояние поток конденсированных мелкодисперсных капель.
Сейчас были разработаны модули пожаротушения тонкораспыленной водой и специальные распылители, принцип действия которых схож с предыдущими, но без применения перегретой воды. Доставка капель воды к очагу пожара обычно производится газом-вытеснителем из модуля.
3.1. Назначение и устройство установок
Согласно НПБ 88-2001 установки пожаротушения тонко распыленной водой (УПТРВ) применяют для поверхностного и локального по поверхности тушения очагов пожара классов А и В. Данные установки используются в помещениях категорий А, Б, В1-В3 а также в помещениях архивов музеев, офисных, торговых и складских помещениях, то есть в тех случаях, когда важно не нанести вред материальным ценностям огнезащитными растворами. Обычно такие установки представляют собой модульные конструкции.
Для тушения как обычных твердых материалов (пластмассы, древесина, текстиль и т.п.), так и более опасных материалов типа пенистой резины;
Горючих и легковоспламеняющихся жидкостей (в последнем случае применяют тонкий распыл воды);
- электрооборудования, например, трансформаторов, электрических выключателей, двигателей с вращающимся ротором и т.п.;
Пожаров газовых струй.
Мы уже упоминали, что применение водяного туман в разы повышает шансы на спасение людей из возгораемого помещения, упрощает эвакуацию. Очень эффективно применение водяного тумана при тушении пролива авиационного топлива, т.к. он заметно снижает тепловой поток.
Общие требования, применяемые в США к указанным установкам пожаротушения, приведены в стандарте NFPA 750, Standard on Water Mist Fire Protection Systems.
3.2. Для получения тонкораспыленной воды используют специальные оросители, которые называют распылителями.
Распылитель - ороситель, предназначенный для распыливания воды и водных растворов, средний диаметр капель которых в потоке менее 150 мкм, но не превышает 250 мкм.
Распылительные оросители устанавливают в установку при сравнительно небольшом давлении в трубопроводе. Если давление превышает 1МПа, то в качестве распылителей может быть использован простой розеточный распылитель.
Если диаметр розетки распылителя больше выходного отверстия, то розетку монтируют за пределами дужек, если диаметр небольшой, то - между дужек. Дробление струи может производиться также и на шарике. Для защиты от загрязнений выходное отверстие дренчерных распылителей закрывают защитным колпачком. Вода при подаче сбрасывает колпачок, но его потере препятствует гибкая связь с корпусом (проволочка или цепочка).
Конструкции распылителей: а - распылитель типа АМ 4; б - распылитель типа АМ 25;
1 - корпус; 2 - дужки; 3 - розетка; 4 - обтекатель; 5 - фильтр; 6 - выходное калиброванное отверстие (сопло); 7 - защитный колпачок; 8 - центрирующий колпачок; 9 - упругая мембрана; 10 - термоколба; 11 - регулировочный винт.
3.3. Как правило, УПТРВ представляют собой модульные конструкции. Модули для УПТРВ подлежат обязательной сертификации на соответствие требованиям НПБ 80-99.
Газ-вытеснитель, используемый в модульном оросителе - воздух или другие инертные газы (например углекислый газ или азот), а также пиротехнические газогенерирующие элементы, рекомендованные к применению в пожарной технике. В огнетушащее вещество не должно попадать никаких деталей газогенерирующих элементов, это должно предусматриваться конструкцией установки.
При этом газ-вытеснитель может содержаться как в одном баллоне с ОТВ (модули закачного типа), так и в отдельном баллоне с индивидуальным запорно-пусковым устройством (ЗПУ).
Принцип действия модульной УПТВ.
Как только в помещении регистрируется пожарной сигнализацией экстремальная температура, вырабатывается управляющий импульс. Он поступает на газогенератор или пиропатрон ЗПУ баллона, последний содержит газ-вытеснитель или ОТВ (для модулей закачного типа). В баллоне с ОТВ образуется газожидкостный поток. По сети трубопроводов он транспортируется к распылителям, через которые диспергируется в виде тонкодисперсной капельной среды в защищаемое помещение. Установка может быть приведена в действие вручную от пускового элемента (рукоятки, кнопки). Обычно модули комплектуют сигнализатором давления, который предназначен для передачи сигнала о срабатывании установки.
Для наглядности представляем Вам несколько модулей УПТРВ:
Общий вид модуля для установки пожаротушения тонкораспыленной водой МУПТВ "Тайфун" (НПО "Пламя")
Модуль установки пожаротушения тонкораспыленной водой МПВ (ЗАО "Московский экспериментальный завод "Спецавтоматика"):
а - общий вид; б - запорно-пусковое устройство
Основные технические характеристики отечественных модульных УПТРВ приведены в таблицах ниже:
Технические характеристики модульных установок пожаротушения тонкораспыленной водой МУПТВ "Тайфун".
|
Показатели |
Значение показателя |
|
|
МУПТВ 60ГВ |
МУПТВ 60ГВД |
|
|
Огнетушащая способность, м2, не более: пожара класса А пожара класса B горючих жидкостейс температурой вспышки паров до 40 °С пожара класса В горючих жидкостейс температурой вспышки паров 40 °С и выше |
||
|
Продолжительность действия, с |
||
|
Средний расход огнетушащего вещества, кг/с |
||
|
Масса, кг, и вид ОТВ: Вода питьевая по ГОСТ 2874 вода с добавками |
||
|
Масса газа-вытеснителя (жидкая двуокись углерода по ГОСТ 8050), кг |
||
|
Объем в баллоне под газ-вытеснитель, л |
||
|
Вместимость модуля, л |
||
|
Рабочее давление, МПа |
||
Технические характеристики модульных установок пожаротушения тонкораспыленной водой МУПТВ НПФ "Безопасность"
Технические характеристики модульных установок пожаротушения тонкораспыленной водой МПВ
Большое внимание нормативных документов уделено способам снижения посторонних примесей в воде. По этой причине перед распылителями устанавливают фильтры, а для модулей, трубопроводов и распылителей УПТРВ предпринимаются антикоррозийные меры (трубопроводы выполнены из оцинкованной или нержавеющей стали). Эти меры крайне важны, т.к. проходные сечения распылителей УПТРВ невелики.
При использовании воды с добавками, выпадающими в осадок или образующими раздел фаз при длительном хранении, в установках предусматриваются устройства для их перемешивания.
Все методики для проверки орошаемой площади подробно изложены в ТУ и ТД для каждого изделия.
В соответствии с НПБ 80-99 огнетушащую эффективность применения модулей с комплектом распылителей проверяют при проведении огневых испытаний, где используют модельные очаги пожара:
- класса В
, цилиндрические противни с внутренним диаметром 180 мм и высотой 70 мм, горючая жидкость - н-гептан или бензин А-76 в количестве 630 мл. Время свободного горения горючей жидкости 1 мин;
- класса А , штабели из пяти рядов брусков, сложенных в виде колодца, образующих в горизонтальном сечении квадрат и скрепленных между собой. В каждый ряд укладывают по три бруска, имеющие в поперечном сечении квадрат размером 39 мм и длину 150 мм. Средний брусок укладывают по центру параллельно боковым граням. Штабель размещают на двух стальных уголках, установленных на бетонных блоках или жестких металлических опорах таким образом, чтобы расстояние от основания штабеля до пола составляло 100 мм. Под штабелем устанавливают металлический противень размером (150х150) мм с бензином для поджога древесины. Время свободного горения около 6 минут.
3.4. Проектирование УПТРВ
выполняют в соответствии с гл.6 НПБ 88-2001. Согласно изм. № 1 к НПБ 88-2001 "расчет и проектирование установок производят на основе нормативно-технической документации предприятия-изготовителя установок, согласованной в установленном порядке".
Исполнение УПТРВ должно соответствовать требованиям НПБ 80-99. Размещение распылителей, схема их подключения к трубопроводной разводке, максимальная длина и диаметр условного прохода трубопровода, высота его размещения, класс пожара и защищаемая площадь и другая необходимая информация обычно указана в ТД изготовителя.
3.5. Монтаж УПТРВ производится в соответствии с проектом и монтажными схемами изготовителя.
Соблюдайте пространственную ориентацию, указанную в проекте и ТД во время монтажа распылителей. Схемы монтажа распылителей АМ 4 и АМ 25 на трубопроводе представлены ниже:
Для того, чтобы изделие прослужило долго, необходимо своевременно проводить необходимые ремонтные работы и Т.О., приведенные в ТД изготовителя. Особенно внимательно следует соблюдать расписание мероприятий по защите распылителей от засорения как внешними (грязь, интенсивная запыленность, строительный мусор при ремонте и т.п) , так и внутренними (ржавчина, монтажные уплотнительные элементы, частицы осадка из воды при ее хранении и т.п.) элементами.
4. ВНУТРЕННИЙ ПРОТИВОПОЖАРНЫЙ ВОДОПРОВОД
ВПВ используется для доставки воды к пожарному крану помещения и, как правило, включён в систему внутреннего водопровода здания.
Требования к ВПВ определены СНиП 2.04.01-85 и ГОСТ 12.4.009-83. Проектирование трубопроводов, прокладываемых вне зданий для подачи воды на наружное пожаротушение, следует выполнять в соответствии со СНиП 2.04.02-84. Требования к ВПВ определены СНиП 2.04.01-85 и ГОСТ 12.4.009-83. Проектирование трубопроводов, прокладываемых вне зданий для подачи воды на наружное пожаротушение, следует выполнять в соответствии со СНиП 2.04.02-84. Общие вопросы применения ВПВ рассмотрены в работе.
Перечень жилых, общественных, вспомогательных, производственных и складских зданий, которые оборудуются ВПВ представлен в СНиП 2.04.01-85. Определяется минимальный необходимый расход воды на пожаротушение и число одновременно работающих струй. На расход влияют высота здания и огнестойкость строительных конструкций.
Если ВПВ не может обеспечить необходимый напор воды, необходима установка насосов, повышающих давление, а около пожарного крана устанавливается кнопка запуска насосов.
Минимальный диаметр питающего трубопровода спринклерной установки, к которому может быть подключен пожарный кран - 65мм. Размещают краны согласно СНиП 2.04.01-85. Внутренние пожарные краны не нуждаются в кнопке дистанционного пуска пожарных насосов.
Методика гидравлического расчета ВПВ приведена в СНиП 2.04.01-85. При этом расход воды на пользование душами и поливку территории не учитывается, скорость движения воды в трубопроводах не должна превышать 3 м/с (кроме установок водяного пожаротушения, где допускается скорость воды 10 м/с).
|
Расход воды, л/с |
Скорость движения воды, м/с, при диаметре труб, мм |
|||||||
Гидростатический напор не должен превышать:
В системе объединенного хозяйственно-противопожарного водопровода на отметке наиболее низкого расположения санитарно-технического прибора - 60 м;
- в системе раздельного противопожарного водопровода на отметке наиболее низко расположенного пожарного крана - 90 м.
Если давление перед пожарным краном превышает 40 м вод. ст., то между краном и соединительной головкой устанавливают диафрагму, которая снижает избыточный напор. Напор в пожарном кране должен быть достаточным для создания струи, затрагивающей самые отдаленные и высокие части помещения в любое время суток. Радиус и высота струй также регламентируются.
Время работы пожарных кранов следует принимать 3 ч, при подаче воды от водонапорных баков здания - 10 мин.
Внутренние пожарные краны устанавливаются, как правило, у входа, на площадках лестничных клеток, в коридоре. Главное - место должно быть доступным, а кран не должен препятствовать эвакуации людей при пожаре.
Пожарные краны размещаются в настенных ящичках на высоте 1,35. В шкафчике предусматриваются отверстия для проветривания и осмотра содержимого без вскрытия.
Каждый кран должен быть снабжен пожарным рукавом одинакового с ним диаметра длиной 10, 15 или 20 м и пожарным стволом. Рукав должен быть уложен в двойную скатку или "гармошку" и присоединен к крану. Порядок содержания и обслуживания пожарных рукавов должен соответствовать "Инструкции по эксплуатации и ремонту пожарных рукавов", утвержденной ГУПО МВД СССР.
Осмотр пожарных кранов и их проверка на работоспособность посредством пуска воды проводятся не реже 1 раза в 6 месяцев. Результаты проверки фиксируются в журнале.
Внешнее оформление пожарных шкафчиков должно включать красный сигнальный цвет. Шкафчики должны быть опломбированы.
1. ВОДА И ВОДНЫЕ РАСТВОРЫ
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) . 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
:
- 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 .
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 .
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 .
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 .
Современные термины и определения применительно
к водяным АУП приведены в НПБ 88-2001 и пособии .
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.
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
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 . 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 . 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
). 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 , НПБ 87-2000, НПБ 88-2001 и НПБ 68-98
, а также в НТД .
Структура обозначения и маркировка оросителей в
соответствии с ГОСТ Р 51043-97 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 и НПБ
87-2000 , которым должны удовлетворять оросители общего назначения,
представлены в табл. 1.
Таблица 1. Основные технические параметры оросителей общего назначения
|
Вид оросителя |
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 |
|
0,020 (>0,028) |
|||||
|
0,04 (>0,056) |
|||||
|
0,05 (>0,070) |
|||||
Примечания:
(текст) - редакция по проекту ГОСТ Р .
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, Г в, Г н, Г у - 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 , НПБ 87-2000 и планируемому ГОСТ Р представлены в табл. 2.
Таблица 2. Номинальная температура, условное время срабатывания и цветовая маркировка спринклерных оросителей
Температура, °С
Условное время срабатывания, с, не более
Маркировочный цвет жидкости в стеклянной термоколбе (разрывном термочувствительном элементе) или дужек оросителя (при плавком и упругом термочувствительном элементе)
номинальная срабатывания
предельное отклонение
Оранжевый
Фиолетовый
Фиолетовый
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 .
В отечественной практике основные требования к оросителям, формирующим объемные и контактные завесы, изложены в НПБ 87-2000 .
В главе 9.4. Завесы содержатся общие сведения об особенностях проектирования и монтажа установок для водяных завес. Более подробно указанный вопрос рассмотрен в пособии .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.2.2.5.6. Современные интерьеры офисных и культурно-зрелищных зданий и сооружений часто оформляют По виду монтажа такие оросители подразделяют на :
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 . 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 .
В упрощенном виде алгоритм проектирования традиционной установки водяного пожаротушения, составленный на основе данных пособия , приведен ниже.1. По данным НПБ 88-2001 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 . 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, ), 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) . 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 .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 , 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 .
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 .
9.2. Трубопроводы проектируют из стальных труб: по ГОСТ 10704-91 - со сварными и фланцевыми соединениями, по ГОСТ 3262-75 - со сварными, фланцевыми, резьбовыми соединениями, а также по ГОСТ Р 51737-2001 - 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 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 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 .
9.3. Разделяют трубопроводную сеть на секции. Согласно 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 .
Секция спринклерной установки с 12 и более пожарными кранами должна иметь два ввода.10. Проводят гидравлический расчет.
Гидравлический расчет противопожарного водопровода АУП сводится к решению трех основных задач :
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.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 . При этом должна обеспечиваться нормативная интенсивность орошения каждого защищаемого участка.
В пособиях 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 требуемое давление в начале установки (после пожарного насоса) складывается из следующих составляющих (рис. 7):где Р г - потери давления на горизонтальном участке трубопровода АБ;
Р в - потери давления на вертикальном участке трубопровода БД;
Р м - потери давления в местных сопротивлениях (фасонных деталях Б и Д);
Р уу - местные сопротивления в узле управления (сигнальном клапане, задвижках, затворах);
Р о - 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;
Р г – потери давления на горизонтальном участке трубопровода АБ;
P в – потери давления на вертикальном участке трубопровода БД;
Р м – потери давления в местных сопротивлениях (фасонных деталях Б и Д);
Р уу – местные сопротивления в узле управления (сигнальном клапане, задвижках, затворах);
Р о – давление у “диктующего” оросителя;
Z – геометрическая высота “диктующего” оросителя над осью насосаМаксимальное давление в трубопроводах установок водяного и пенного пожаротушения – не более 1,0МПа.
Гидравлические потери давления P в трубопроводах 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 .
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 :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 :Поэтому при гидравлических расчетах по НПБ 88-2001 значение коэффициента производительности в соответствии с международным и национальными стандартами необходимо принимать равным :
илиОднако 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 R орош 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 – квадратныйСпособы 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 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 К т - 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 точкиСледовательно, 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 Q 2-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 Q 2-а при давлении Р а. Правая ветвь рядка симметрична левой, поэтому расход для этой ветви тоже будет равен Q 2-а, следовательно, и давлениев точке "а" будет равно Р а.
В итоге для I рядка имеем давление, равное Р а, и расход воды:
Правая часть секции Б (рис. 5, б) не симметрична левой, поэтому левую ветвь рассчитывают отдельно и определяют для нее Р а 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 Q 3-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 .
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 Q АУП - расчетный расход АУП, л/с; q n - расход n-го оросителя, л/с; f n - коэффициент использования расхода при расчетном давлении у n-го оросителя; i n - средняя интенсивность орошения n-м оросителем (не менее нормированной интенсивности орошения; S n - 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 Р уу (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 ).
Рис. 11. Расчетная схема несимметричной секции пожаротушения с семью оросителями в рядке:
d – диаметр, мм; l – длина трубо-провода, м; 1-14 – порядковые номера оросителейТаблица 4. Значения расхода и давления в рядках
Номер расчетной схемы рядков
Диаметр труб участков, мм
Давление, м
Расход оросителя л/с
q 6 / q 1
Суммарный расход рядка, л/с
Q ф 6 / Q p 6
Равномерное орошение Q p 6 = 6q 1
Неравномерное орошение Q ф 6 = q ns
Примечания:
1. Первая расчетная схема состоит из оросителей с отверстиями диаметром 12 мм с удельной характеристикой 0,141 м 6 /с 2 ; расстояние между оросителями 2,5 м.
2. Расчетные схемы рядков 2-5 представляют собой рядки из оросителей с отверстиями диаметром 12,7 мм с удельной характеристикой 0,154 м 6 /с 2 ; расстояние между оросителями 3 м.
3. Через Р 1 обозначено расчетное давление перед оросителем, а через
Р 7 - расчетное давление в рядке.Для первой расчетной схемы расход воды q 6 из шестого оросителя (расположенного около питательного трубопровода) в 1,75 раза больше, чем расход воды q 1 из конечного оросителя. Если бы все оросители работали равномерно, то суммарный расход воды Q p 6 можно было найти умножением расхода воды оросителя на число оросителей в рядке: Q p 6 = 0,65·6 = 3,9 л/с.
При неравномерной подаче воды из оросителей суммарный расход воды Q ф 6 , согласно приближенному табличному методу расчета, находят последовательным суммированием расходов; он составляет 5,5 л/с, что на 40 % выше Q p 6 . Во второй расчетной схеме q 6 в 3,14 раза больше q 1 , а Q ф 6 в два с лишним раза превышает Q p 6 .
Неоправданное увеличение расхода тех оросителей, перед которыми имеется более высокое давление, ведет к дополнительному повышению потерь давления в питающих трубопроводах секции и тем самым к еще большему увеличению неравномерности орошения.
Диаметры трубопроводов секции оказывают существенное влияние не только на падение давления в сети, но и на расчетный расход воды. Увеличение расхода воды водопитателя при неравномерной работе оросителей приводит к повышению в значительной мере строительных затрат на водопитатель, которые, как правило, являются решающими в определении стоимости установки.
Равномерного расхода из оросителей, а следовательно, и равномерного орошения защищаемой поверхности при давлениях, изменяющихся по длине трубопроводов, можно достичь различными способами, например, устройством диафрагм, применением оросителей с изменяющимися по длине трубопровода выходными отверстиями и т. п.
Однако существующие нормы (НПБ 88-2001) в пределах одного защищаемого помещения не допускают использовать оросители с разными выпускными отверстиями (если более точно, то должны устанавливаться только однотипные оросители).
Использование диафрагм никаким нормативным документом не регламентировано. Поскольку при использовании диафрагм каждый ороситель и рядок имеют постоянный расход, расчет питающих трубопроводов, от диаметров которых зависят потери давления, ведут независимо от давления, числа оросителей в рядке и расстояний между ними. Это обстоятельство в значительной мере упрощает гидравлический расчет секции пожаротушения.
Расчет сводится к определению зависимости падения давления на участках секции от диаметров труб. При выборе диаметров трубопроводов отдельных участков следует придерживаться условия, при котором потери давления на единицу длины мало отличаются от среднего гидравлического уклона:
где k - средний гидравлический уклон; ?Р - потери давления в линии от водопитателя до "диктующего" оросителя, МПа; l - длина расчетных участков трубопроводов, м.
Расчеты показывают, что установочная мощность насосных агрегатов, приходящаяся на преодоление потерь давления в секции при применении оросителей с одинаковым расходом, может быть уменьшена в 4,7 раза, а объем неприкосновенного запаса воды в гидропневмобаке вспомогательного водопитателя - в 2,1 раза. Уменьшение металлоемкости трубопроводов при этом составит 28 %.
Однако в учебном пособии признано нецелесообразным применение перед оросителями диафрагм разного диаметра, обеспечивающих одинаковый расход из оросителей. Причина заключается в том, что в процессе эксплуатации АУП не исключена вероятность перестановки диафрагм, что существенно нарушит равномерность орошения.
Для раздельных противопожарных водопроводов (внутреннего противопожарного по СНиП 2.04.01-85* и автоматических установок пожаротушения по НПБ 88-2001) допустима установка одной группы насосов при условии обеспечения этой группой расхода Q, равного сумме потребности каждого водопровода:
где Q ВПВ Q АУП - расходы, необходимые соответственно для внутреннего противопожарного водопровода и водопровода АУП.
В случае присоединения пожарных кранов к питающим трубопроводам суммарный расход определяют по формуле:
где Q ПК - допустимый расход из пожарных кранов (принимается по СНиП 2.04.01-85*, табл. 1-2).
Продолжительность работы внутренних пожарных кранов, оборудованных ручными водяными или пенными пожарными стволами и подсоединенных к питающим трубопроводам спринклерной установки, следует принять равной времени работы спринклерной установки.
Для ускорения и повышения точности гидравлических расчетов спринклерных и дренчерных АУП целесообразно использовать вычислительную технику.11. Выбирают насосную установку.
Насосные установки выполняют роль основного водопитателя и предназначены для обеспечения водяных (пенных) АУП необходимым давлением и расходом огнетушащего вещества.
По своему назначению насосные установки подразделяют на основные и вспомогательные.
Вспомогательные насосные установки используются в течение времени, пока не требуется значительный расход ОТВ (например, в спринклерных установках на период, пока срабатывают не более 2-3 оросителей). В случае, если пожар принимает угрожающие масштабы, то в работу включаются основные насосные агрегаты (в НТД они часто упоминаются как основные пожарные насосы), обеспечивающие требуемый расход. В дренчерных АУП используются, как правило, только основные пожарные насосные установки.
Насосные установки состоят из насосных агрегатов, шкафа управления и системы обвязки гидравлическим и электромеханическим оборудованием.
Насосный агрегат состоит из привода, соединенного через передаточную муфту с насосом (или блоком насосов), и фундаментной плиты (или основания). В зависимости от требуемого расхода в АУП может использоваться один или несколько рабочих насосных агрегатов. Независимо от количества рабочих агрегатов в насосной установке должен быть предусмотрен один резервный насосный агрегат.
При использовании в АУП не более трех узлов управления насосные установки допускается проектировать с одним вводом и одним выходом, в остальных случаях - с двумя вводами и двумя выходами.
Принципиальная схема насосной установки с двумя насосами, одним вводом и одним выходом приведена на рис. 12; с двумя насосами, двумя вводами и двумя выходами - на рис. 13; с тремя насосами, двумя вводами и двумя выходами - на рис. 14.
Независимо от количества насосных агрегатов схема насосной установки должна обеспечивать подачу воды в подающий трубопровод АУП от любого ввода путем переключения соответствующих задвижек или затворов:
- напрямую через обводную линию, минуя насосные агрегаты;
- от любого насосного агрегата;
- от любой совокупности насосных агрегатов.Перед и после каждого насосного агрегата монтируют задвижки (затворы), что позволяет проводить регламентные или ремонтных работ без нарушения работоспособности АУП. Для исключения обратного перетока воды через насосные агрегаты или обводную линию на выходе насосов и обводной линии устанавливаются обратные клапаны, которые можно монтировать и за задвижкой (затвором). В этом случае при демонтаже задвижки (затвора) для ее ремонта не будет необходимости производить слив воды из подводящего трубопровода.
Как правило, в АУП используют центробежные насосы.
Подходящий тип насоса подбирают по характеристикам Q-H, которые приведены в каталогах. При этом учитывают следующие данные: требуемые напор и подача (по результатам гидравлического расчета сети), габаритные размеры насоса и взаимная ориентация всасывающих и напорных патрубков (это определяет условия компоновки), масса насоса.
Пример выбора насоса для спринклерной АУП приведен в пособии .12. Размещают насосную установку насосной станции.
12.1. Насосные станции размещают в отдельном помещении зданий на первых, в цокольных и подвальных этажах, которые имеют отдельный выход наружу или на лестничную клетку с выходом наружу. Допускается размещать насосные станции в отдельно стоящих зданиях (пристройках), а также в помещении производственного здания, которое отделено от других помещений противопожарными перегородками и перекрытиями с пределом огнестойкости REI 45 по СНиП 21-01-97*.
В помещении насосной станции поддерживают температуру воздуха от 5 до 35 °С и относительную влажность не более 80 % при 25 °С. Указанное помещение оборудуют рабочим и аварийным освещением по СНиП 23-05-95 и телефонной связью с помещением пожарного поста, у входа размещают световое табло "Насосная станция".
12.2. Насосную станцию следует относить:
- по степени обеспеченности подачи воды - к 1-й категории согласно СНиП 2.04.02-84*. Количество всасывающих линий к насосной станции, независимо от числа и групп установленных насосов, должно быть не менее двух. Каждая всасывающая линия должна быть рассчитана на пропуск полного расчетного расхода воды;
- по надежности электроснабжения - к 1-й категории согласно ПУЭ (питание от двух независимых источников электроснабжения). При невозможности выполнить это требование допускается устанавливать (кроме подвальных помещений) резервные насосы с приводом от двигателей внутреннего сгорания.Насосные станции проектируют, как правило, с управлением без постоянного обслуживающего персонала. При автоматическом или дистанционном (телемеханическом) управлении обязательно предусматривают местное управление.
Одновременно с включением пожарных насосов должны автоматически выключаться все насосы другого назначения, запитанные в данную магистраль и не входящие в АУП.
12.3. Размеры машинного зала насосной станции надлежит определять с учетом требований СНиП 2.04.02-84* (раздел 12). Учитывают требования к ширине проходов .
Для уменьшения габаритов станции в плане допускается устанавливать насосы с правым и левым вращением вала, при этом рабочее колесо должно вращаться только в одном направлении.
12.4. Отметку оси насосов определяют, как правило, исходя из условий установки корпуса насосов под заливом:
- в емкости (от верхнего уровня воды (определяемого от дна) пожарного объема при одном пожаре, среднего (при двух и более пожарах;
- в водозаборной скважине - от динамического уровня подземных вод при максимальном водоотборе;
- в водотоке или водоеме - от минимального уровня воды в них: при максимальной обеспеченности расчетных уровней воды в поверхностных источниках - 1 %, при минимальной - 97 %.При этом учитывают допустимую вакуумметрическую высоту всасывания (от расчетного минимального уровня воды) или требуемый заводом-изготовителем необходимый подпор со стороны всасывания, а также потери давления (напора) во всасывающем трубопроводе, температурные условия и барометрическое давление.
Для забора воды из запасного резервуара также предусматривают установку насосов "под залив". При этом в случае размещения насосов выше уровня воды в резервуаре применяют устройства для заливки насосов или самовсасывающие насосы.
12.5. При использовании в АУП не более трех узлов управления насосные установки проектируются с одним вводом и одним выходом, в остальных случаях - с двумя вводами и двумя выходами.
Всасывающие и напорные коллекторы с запорной арматурой располагают в насосной станции, если это не вызывает увеличения пролета машинного зала.
Трубопроводы в насосных станциях, как правило, выполняют из стальных труб на сварке. Предусматривают непрерывный подъем всасывающего трубопровода к насосу с уклоном не менее 0,005.
Диаметр труб, фасонных частей и арматуры принимают на основании технико-экономического расчета, исходя из рекомендуемых скоростей движения воды, указанных в табл. 5.
Диаметр труб, мм
Скорость движения воды, м/с, в трубопроводах насосных станций
всасывающих
напорных
Св. 250 до 800
На напорной линии у каждого насоса предусматривают обратный клапан, задвижку и манометр, а на всасывающей - задвижку и манометр. При работе насоса без подпора на всасывающей линии задвижку и манометр на ней устанавливать не требуется.
Если давление в наружной сети водопровода менее 0,05 МПа, то перед насосной установкой размещают приемный резервуар, вместимость которого указана в разделе 13 СНиП 2.04.01-85*.
12.6. При аварийном отключении рабочего насосного агрегата должно быть предусмотрено автоматическое включение резервного агрегата, запитанного в данную магистраль.
Время выхода пожарных насосов (при автоматическом или ручном включении) на рабочий режим не должно превышать 10 мин.
12.7. Для подключения установки пожаротушения к передвижной пожарной технике выводят наружу трубопроводы с патрубками, оборудованными соединительными головками (из расчета подключения одновременно не менее двух пожарных автомобилей). Пропускная способность трубопровода должны обеспечивать наибольший расчетный расход в "диктующей" секции установки пожаротушения.
12.8. В заглубленных и полузаглубленных насосных станциях предусматривают меры против возможного затопления агрегатов при аварии в пределах машинного зала на самом крупном по производительности насосе (или на запорной арматуре, трубопроводе) путем:
- расположения электродвигателей насосов на высоте не менее 0,5 м от пола машинного зала;
- самотечного выпуска аварийного количества воды в канализацию или на поверхность земли с установкой клапана или задвижки;
- откачки воды из приямка специальными или основными насосами производственного назначения.Для стока воды полы и каналы машинного зала выполняют с уклоном к сборному приямку. На фундаментах под насосы предусматривают бортики, желобки и трубки для отвода воды; при невозможности самотечного отвода воды из приямка следует предусматривать дренажные насосы.
12.9. Насосные станции размером машинного зала 6?9 м и более оборудуют внутренним противопожарным водопроводом с расходом воды 2,5 л/с, а также другими первичными средствами пожаротушения.13. Выбирают вспомогательный или автоматический водопитатель.
13.1. В спринклерных и дренчерных установках применяют автоматический водопитатель, как правило сосуд (сосуды), заполненный водой (не менее 0,5 м 3 ) и сжатым воздухом. В спринклерных установках с подсоединенными пожарными кранами для зданий высотой более 30 м объем воды или раствора пенообразователя увеличивают до 1 м 3 или более.
Водопровод (различного назначения), примененный в качестве автоматического водопитателя, должен обеспечить гарантированное давление, равное расчетному или выше его, достаточное для срабатывания узлов управления.
Можно применить подпитывающий насос (жокей-насос), который комплектуется нерезервированной промежуточной емкостью, как правило мембранной, с объемом воды не менее 40 л.
13.2. Объем воды вспомогательного водопитателя рассчитывают из условия обеспечения расхода, необходимого для дренчерной установки (всего количества оросителей) и/или спринклерной установки (на пять оросителей).
Все установки с пожарными насосами, включаемыми вручную, должны иметь вспомогательный водопитатель, обеспечивающий работу установки с расчетными давлением и расходом воды (раствора пенообразователя) в течение не менее 10 мин.
13.3. Применяемые гидравлические, пневматические и гидропневматические баки (сосудов, емкостей и т. п.) выбирают с учетом требований ПБ 03-576-03.
Указанные сосуды размещают в помещениях с огнестойкостью не менее REI 45, где расстояние от верха баков до перекрытия и стен, а также между баками должно быть не менее 0,6 м. Помещения не допускается располагать непосредственно рядом, сверху или снизу с помещениями, где возможно одновременное пребывание большого числа людей - 50 чел. и более (зрительный зал, сцена, гардеробная и т. п.).
Гидропневматические баки располагают на технических этажах, а пневматические баки - и в неотапливаемых помещениях.
В зданиях высотой более 30 м вспомогательный водопитатель рекомендуется размещать на верхних технических этажах.
Автоматический и вспомогательный водопитатели должны отключаться при включении основных насосов.
В учебном пособии подробно рассмотрены порядок разработки задания на проектирование (гл. 2), порядок разработки проекта (гл. 3), согласование и общие принципы экспертизы проектов АУП (гл. 5). На основании указанного пособия составлены следующие приложения:Литература
1. НПБ 88-2001*. Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования.
2. Проектирование водяных и пенных автоматических установок пожаротушения / Л.М. Мешман, С.Г. Цариченко, В.А. Былинкин, В.В. Алешин, Р.Ю. Губин; Под общ. ред. Н.П. Копылова.-М.:ВНИИПО, 2002.-413с.
3. Моисеенко В.М., Мольков В.В. и др. Современные средства пожаротушения. // Пожаровзрывобезопасность, № 2, 1996, - с. 24-48.
4. Средства пожарной автоматики.Область применения. Выбор типа. Рекомендации. М.:ВНИИПО, 2004. 96 с.
5. ГОСТ Р 51052-97 Установки водяного и пенного пожаротушения автоматические. Узлы управления. Общие технические требования. Методы испытаний.
6. Оросители водяных и пенных автоматических установок пожаротушения / Л.М. Мешман, С.Г. Цариченко, В.А. Былинкин, В.В. Алешин, Р.Ю. Губин; Под общ. ред. Н.П. Копылова.-М.:ВНИИПО, 2002.-315с.
7. ИСО 9001-96. Система качества. Модель обеспечения качества при проектировании, разработке, производстве, монтаже и обслуживании.
8. ГОСТ Р 51043-97. Установки водяного и пенного пожаротушения автоматические. Оросители спринклерные и дренчерные. Общие технические требования. Методы испытаний.
9. НПБ 87-2000. Установки водяного и пенного пожаротушения автоматические. Оросители. Общие технические требования. Методы испытаний.
10. НПБ 68-98. Оросители спринклерные для подвесных потолков. Огневые испытания.
11. ГОСТ Р 51043-2002. Установки водяного и пенного пожаротушения автоматические. Оросители. Общие технические требования. Методы испытаний (проект).
12. Оросители общего назначения водяных АУП. ч. 1/ Л.М. Мешман, С.Г. Цариченко, В.А. Былинкин и др./ Пожаровзрывобезопасность.-2001.-№1.- с.18-35.
13. ГОСТ 10704-91*. Трубы стальные электросварные прямошовные. Сортамент.
14. ГОСТ 3262-75. Трубы стальные водогазопроводные. Технические условия.
15. ГОСТ Р 51737-2001. Муфты трубопроводные разъемные.
16. Бубырь Н.Ф., Бабуров В.П., Мангасаров В.И. Пожарная автоматика. - М.: Стройиздат, 1984. - 209 с.
17. Иванов Е.Н. Противопожарное водоснабжение. - М.: Стройиздат, 1986. - 316 с.
18. Баратов А.Н., Иванов Е.Н. Пожаротушение на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности. - М.: Химия, 1979. - 368 с.
19. ВСН 394-78. Ведомственные строительные нормы. Инструкция по монтажу компрессоров и насосов.
20. Grinnell sales distribution. Проспект фирмы "Grinnell", 8с.
21. ПБ 03-576-03. Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением. Госгортехнадзор России, М., 1996.
22. ГОСТ Р 50680-94. Установки водяного пожаротушения автоматические. Общие технические требования. Методы испытаний.
23. Н.В. Смирнов, С.Г. Цариченко "Нормативно-техническая документация о проектировании, монтаже и эксплуатации автоматических установок пожаротушения", 2000 г., 171 с.
24. НПБ 80-99. Установки пожаротушения тонкораспыленной водой автоматические. Общие технические требования и методы испытаний.
25. СНиП 2.04.01-85. Внутренний водопровод и канализация зданий.
26. ГОСТ 12.4.009-83. ССБТ. Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание.
27. СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения.
28. Баратов А.Н., Пчелинцев В.Ф. Пожарная безопасность. Учебное пособие, М.: изд-во АСВ, 1997.-176 с.
29. НПБ 151-96 Шкаф пожарный. Общие технические требования. Методы испытаний.
30. НПБ 152-96 Рукава пожарные напорные. Общие технические требования и методы испытаний.
31. НПБ 153-96 Головки соединительные для пожарного оборудования. Общие технические требования и методы испытаний.
32. НПБ 154-96 Клапаны для пожарных кранов. Общие технические требования и методы испытаний.
