Противопожарное водоснабжение

Глава 8

РАСЧЕТ НАРУЖНЫХ ВОДОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ ПОЖАРОТУШЕНИЯ

Противопожарное водоснабжение городов и промышленных предприятий как система самостоятельной подачи воды практикуется очень редко. Принято устраивать системы водоснабжения комбинированного назначения, в состав которых входит водоснабжение городов, населенных мест и промышленных предприятий.

Противопожарное водоснабжение городов, поселений и промышленных предприятий выполняется в соответствии с требованиями действующих нормативных документов и с фактическими условиями состояния существующих объектов, зданий и сооружений.

Водопроводом называют комплекс сооружений, предназначенных для забора воды из источника воды, ее транспортировки и распределения между потребителями. Системы водоснабжения подразделяются на категории в соответствии с требованиями нормативной документации, по которой основным требованием является бесперебойная подача воды для обеспечения жизнедеятельности людей.

По виду обслуживания системы водоснабжения могут быть городскими, промышленными, комбинированными: хо- зяйственно-питьевыми, обеспечивающими население питьевой водой и водой для санитарно-технических нужд; производственными, обеспечивающими водой деятельность промышленных предприятий, системы отопления и т.д.; пожарными и объединенными, которые совмещают два или несколько видов водоснабжения.

111

8.1. Забор воды для пожаротушения из водоводов низкого давления

В населенных пунктах и городах водоводы многофункционального действия выполняются низкого давления, и в случае возникновения пожара приезжающие пожарные части забирают воду из водоводов при помощи вывозимого на пожарном автомобиле пожарного насоса и подают ее к месту пожара рабочими рукавами (рис. 66).

Рис. 66. Схема подачи воды при водопроводе низкого давления

В сети водоводов низкого давления свободный напор обычно поддерживается в пределах 10 м и одной атмосферы. Воду из водоводов низкого давления забирают при помощи возимого на пожарном автомобиле пожарного насоса и подают ее в зону возгорания.

Необходимый напор (Hc) в наружной водопроводной сети у расчетного гидранта складывается из напора на поверхности земли (Hсв), потерь гидранта и пожарной колонки (hгк), геометрической высоты подъема воды от оси водовода до поверхности земли (z).

Для определения необходимого напора в наружной водопроводной сети определяем потери напора в гидранте (рис. 67) и пожарной колонке (рис. 68) по формуле

112

Пример расчета

Дано: сопротивление в гидранте и колонке Sгк принимаем по таблице равным 0,0051 м, расход гидранта Q равен 30– 40 л/с, что соответствует максимальной подаче воды насосами пожарной автомашины:

hгк1 = 0,0051 · 302 = 4,6 м; hгк2 = 0,0051 · 402 = 8,2 м.

Определяем необходимый напор Нс в наружной водопроводной сети у расчетного гидранта по формуле (рис. 69, 70)

Пример расчета

Дано: Hсв = 10 м; hгк = 5; z = 2,5 м.

Hс = 10 + 5 + 2,5 = 17,5 м.

113

Рис. 69. Установка пожарного подземного гидранта в водопроводном колодце: 1 – гидрант; 2 – скобы; 3 – водопровод

114

Рис. 70. Пожарный наземный гидрант

8.2. Подача воды из водопроводов высокого давления

При наличии в системе водоснабжения высокого давления забор воды для пожаротушения производится непосредственно от гидрантов наземных и подземных, расположенных на расчетном расстоянии (рис. 71).

Создание напора на системе водоснабжения осуществляется пожарными насосами, устанавливаемыми на станциях

115

подкачки или квартальных ЦТП (центральный тепловой пункт), которые имеют систему сигнализации по запуску двигателей насосов после получения соответствующего сигнала о возникновении пожара.

Рис. 71. Схема подачи воды из водопровода высокого давления

Свободный напор сети пожарного водовода высокого давления обеспечивает подачу компактной струи на высоту не менее 10 м при расположении ствола на уровне наивысшей точки самого высокого здания, сооружения на данной территории.

От одного гидранта, установленного на водоводе высокого давления, может быть проложено насколько рабочих линий параллельно длиной не долее 120 м. Пожарные непрорезиненные рукава и насадки принимаются с расходом воды 5 л/с.

Свободный напор у гидранта складывается на уровне поверхности земли в системах водоснабжения высокого давления

(см. рис. 71).

Свободный напор пожарного гидранта, установленного на водопроводе высокого давления, должен обеспечивать подачу компактной струи на высоту не менее 10 м при установке ствола на уровне наивысшей точки самого высокого сооружения или здания в заданном квартале территории.

116

При расчетах принимаются непрорезиненные рукава длиной 120 м, диаметром 66 мм и стволы с насадком диаметром 19 мм и расходом 5 л/с.

Свободный напор на уровне поверхности земли у гидранта в водоводах высокого давления складывается из напора

у насадка (Ннас), потерь напора в рукавной линии (hрук.л) и геометрической высоты подъема воды на конек крыши сооруже-

ния, здания.

Необходимый напор у насадка (Ннас) определяем по формуле

Пример расчета

Дано: Sнас – сопротивление насадка диаметром 19 мм (по таблице), Sнас = 0,634 м; Qнас – расчетный расход насадка, Qнас = = 5 л/с. Определяем необходимый напор у насадка.

Ннас = 0,634 · 52 = 15,85 м.

Потери напора в рукавной линии (hрук.л) определяем по

Пример расчета

Дано: S1рук – сопротивление одного не прорезиненного рукава длиной 20 м и диаметром 66 мм, S1рук = 0,077 м; в 120-метровой линии количество рукавов n = 6 шт.; Q – расчетный расход, Q = 5 л/с. Определяем потери напора в рукавной линии:

hрук.л = 0,077 · 6 · 52 = 11,55 м.

Свободный напор у гидранта в водоводах высокого давления определяем по формуле

117

Пример расчета

Дано: напор у насадка Ннас = 15,85 м; потери напора в рукавной линии hрук.л = 11,55 м; высота сооружения z = 18 м.

Нсв = 15,85 + 11,55 + 18 = 45,40 м.

Свободный напор у гидранта равен 45,40 м ≈ 46 м.

Для обеспечения расчетного расхода перед выбранным гидрантом Но необходимо определить напор в водопроводной сети перед расчетным гидрантом, который составляет сумму из свободного напора Нсв, потерь напора в гидранте и пожарной колонке hг.к и глубины заложения труб водопроводной сети z.

Напор в наружной водопроводной сети перед выбранным гидрантом определяем по формуле

Пример расчета

Дано: свободный напор у гидранта Нсв = 46 м; потери в гидранте и пожарной колонке hг.к = 2 м; глубина заложения труб водопроводной сети z = 2,5 м:

Но = 46 + 2 + 2,5 = 50,5 м ~ 51 м.

8.3. Бесперебойная система водоснабжения при пожаротушении

Водопроводная сеть, предназначенная для подачи воды потребителям на территории поселений, городов, промышленных предприятий, должна обеспечивать и бесперебойную подачу воды при пожаротушении.

Для целей пожаротушения, как правило, прокладывают кольцевые системы водоснабжения, допускается установка пожарных гидрантов на тупиковые сети при удалении от кольцевой сети не более чем на 200 м.

118

Не исключено, что в процессе эксплуатации в работе системы могут происходить аварийные перебои с подачей по определенным участкам системы. В этих случаях для предотвращения нарушения поступления воды потребителям или к месту пожара водоводы прокладываются в несколько линий. Этим гарантируется сохранение поступления.

Проложенная система водоснабжения из параллельных магистральных линий должна иметь перемычки, по которым производится отключение части водовода, имеющей аварийную ситуацию.

Трассировка линий водоснабжения населенных пунктов, городов, промышленных предприятий имеет тупиковую или кольцевую систему, которая обеспечивает неснижаемый расход воды в пределах 30 % (рис. 72).

Рис. 72. Схема трассировки водопроводной сети: а – тупиковая, разветвленная; б – кольцевая с выраженными магистральными линиями

Водопроводные магистральные линии (диаметром не менее 300 мм) и распределительные линии (диаметром не менее 100 мм) имеют водопроводные колодцы и камеры, в которых устанавливаются отсекающие задвижки, гидранты и водоразборные колонки (рис. 73–75).

119

Рис. 73. Схемы узлов переключения на водоводах (магистральных и распределительных): а – два водовода с одной отсекающей задвижкой между ними; б – два водовода с двумя отсекающими задвижками между ними; в – установка выпуска; г – установка вантуза; 1 – выпуск; 2 – вантуз

Рис. 74. Схема водопроводного колодца

Пожарные гидранты устанавливаются на расчетном нормативном расстоянии и должны обеспечивать подачу воды с одного или нескольких гидрантов к месту пожара (рис. 75).

120