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

Можливі ОТВ вибирають відповідно до НПБ 88-2001. Враховуючи відомості про застосування ОТВ для АУП залежно від класу пожежі та властивостей матеріальних цінностей, згідна з рекомендаціями для гасіння пожеж класу А1 (А1- горіння твердих речовин, що супроводжуються тлінням) підійде тонкорозпорошена вода ТРВ.

У розрахунковому графічному завдання приймаємо АУП-ТРВ. У житловому будинку, що розглядається, буде стрінгерною водонаповненою (для приміщень з мінімальною температурою повітря 10˚С і вище). Спринклерні установки приймаються у приміщеннях із підвищеною пожежною небезпекою. Проектування установок ТРВ повинне здійснюється з урахуванням архітектурно-планувальних рішень приміщення, що захищається, і технічних параметрів, технічних установок ТРВ приведених до документації на розпилювачі або модульні установок ТРВ. Параметри проектованої стринклерної АУП (інтенсивність зрошення витрата ОТВ мінімальна площа зрошення тривалість подачі води та максимальна відстань між стринклерними зрошувачами, визначаємо відповідно . У розділі 2.1 у РГЗ була певна група приміщень. Для захисту приміщень слід використовувати зрошувачі В3 “.

Таблиця 3

Параметри установки пожежогасіння.

2.3. Трасування систем пожежогасіння.

На малюнку зображена схема трасування, відповідно до якої необхідно встановити зрошувач у приміщенні, що захищається:

Малюнок 1.

Кількість спринклерних зрошувачів в одній секції установки не обмежується. При цьому для видачі сигналу уточнюючого розташування загоряння будівлі, а також для включення систем оповіщення і димовидалення рекомендується встановлювати на трубопроводах живлення сигналізатори потоків рідини з характером спрацьовування. Для групи 4 мінімальна відстань від верхньої кромки предметів до зрошувачів має становити 0,5 метри. Відстань від розетки спринклерного зрошувача, що встановлюються вертикально до площини перекриття, повинна становити від 8 до 40 см. У проектованій АУП приймаємо цю відстань рівну 0,2м. У межах одного елемента, що захищається, слід встановити одиночні зрошувачі з однаковим діаметром, тип зрошувача буде визначений за результатом гідравлічного розрахунку.

3. Гідравлічний розрахунок системи пожежогасіння.

Гідравлічний розрахунок спринклерної мережі виконують з метою:

1. Визначення витрати води

2. Порівняння питомої витрати інтенсивності зрошення з нормативною вимогою.

3. Визначення необхідного тиску водоживильників та найбільш економних діаметрів труб.

Гідравлічний розрахунок протипожежного водопроводу зводиться до вирішення трьох основних завдань:

1. Визначення тиску на вході в протипожежний водопровід (на осі вихідного патрубка, насоса). Якщо задана розрахункова витрата води, схема трасування трубопроводів, їх довжина і діаметр, а також тип арматури. У разі розрахунок починається з визначення втрат тиску під час руху води залежно від діаметра трубопроводів тощо. Закінчується розрахунок вибором марки насоса за розрахунковою витратою води та тиском на початку установки

2. Визначення витрати води за заданим тиском на початку протипожежного трубопроводу. Розрахунок починається з визначення гідравлічного опору всіх елементів трубопроводу та закінчується встановленням витрати води із заданого тиску на початку пожежного водопроводу.

3. Визначення діаметра трубопроводу та інших елементів з розрахункової витрати води та тиску на початку трубопроводу.

Визначення необхідного тиску при заданій інтенсивності зрошення.

Таблиця 4.

Параметри зрошувачів «Макстоп»

У розділі була прийнята спринклерна АУП, відповідно приймаємо, що будуть застосовані зрошувачі марки СІS-ПН 0 0,085 – зрошувачі спринкрельні, водяні, спеціального призначення з потоком концентричної спрямованості, що встановлюються вертикально без декоративного покриття з коефіцієнтом продуктивності 0,085, номінальною температурою води в диктуючому зрошувачі визначається за формулою:

Коефіцієнт продуктивності становить 0,085;

Необхідний вільний тиск рівний 100 м.

3.2. Гідравлічний розрахунок розділових та живильних трубопроводів.

Для кожної секції пожежогасіння визначається найвіддаленіша або найбільш високорозташована зона, що захищається, і гідравлічний розрахунок проводиться саме для цієї зони в межах розрахункової площі. Відповідно до виконаного виду трасування системи пожежогасіння, за конфігурацією вона тупикова, не симетрична з водопроводом ранковим тру не суміщена. Вільний напір у диктуючого зрошувача становить 100 м, втрата напору на ділянці, що подає рівні:

Ділянка довжина ділянки трубопроводу між зрошувачами;

Витрата рідини на ділянці трубопроводу;

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

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

Витрата води піноутворювача з наступного зрошувача визначається за такою формулою:

У пункті 3.1 було визначено витрати диктуючого зрошувача. Трубопроводи водонаповнених установок повинні бути виконані з оцинкованої та нержавіючої сталі, діаметр трубопроводу визначають за формулою:

Ділянки витрати води, м 3 /с

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

Діаметр та трубопроводу виражаємо в мл і збільшуємо до найближчого значення (7). Труби з'єднаються зварним способом, фасонні деталі виготовляються дома. Діаметри трубопроводу слід визначати на кожній розрахунковій ділянці.

Отримані результати гідравлічного розрахунку зводимо в таблицю 5.

Таблиця 5.

3.3Визначення необхідного напору у системі

ФЕДЕРАЛЬНА ДЕРЖАВНА БЮДЖЕТНА ОСВІТАЛЬНА УСТАНОВА ВИЩОЇ ПРОФЕСІЙНОЇ ОСВІТИ

«ЧУВАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ПЕДАГОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ім. І Я. ЯКОВЛЄВА»

Кафедра пожежної безпеки

Лабораторна робота №1

з дисципліни: «Автоматика пожежогасіння»

на тему: "Визначення інтенсивності зрошення установок водяного пожежогасіння".

Виконала: студентка 5 курсу групи ПБ-5 спеціальності пожежна безпека

фізико-математичного факультету

Перевірив: Сінцов С. І.

Чебоксари 2013

Визначення інтенсивності зрошення установок водяного пожежогасіння

1. Ціль роботи:навчити слухачів методикою визначення заданої інтенсивності зрошення водою з зрошувачів установки водяного пожежогасіння.

2. Короткі теоретичні відомості

Інтенсивність зрошення водою одна із найважливіших показників, характеризуючих ефективність установки водяного пожежогасіння.

Відповідно до ГОСТ Р 50680-94 «Установки пожежогасіння автоматичні. Загальні технічні вимоги. Методи випробувань». Випробування слід проводити перед здачею установок в експлуатацію та в період експлуатації не рідше одного разу на п'ять років. Існують такі способи визначення інтенсивності зрошення.

1. Відповідно до ГОСТ Р 50680-94 інтенсивність зрошення визначають на вибраній ділянці установки при роботі одного зрошувача для спринклерних та чотирьох зрошувачів для дренчерних установок при розрахунковому тиску. Вибір ділянок для випробувань спринклерних та дренчерних установок здійснюють представники замовника та Держпожнагляду на підставі затвердженої нормативної документації.

Під ділянкою установки, обраною для випробувань, у контрольних точках повинні бути встановлені металеві піддони розміром 0,5*0,5 м і висотою бортів не менше 0,2 м. число контрольованих точок повинно бути прийнято не менше трьох, які повинні розташовуватися в найбільш несприятливих для зрошення місцях. Інтенсивність зрошення I л/(с*м 2) у кожній контрольній точці визначають за формулою:

де W під - обсяг води, зібраний в піддоні за час роботи установки в режимі, що встановився, л; τ – тривалість роботи установки, с; F - площа піддону, що дорівнює 0,25 м 2 .

Інтенсивність зрошення в кожній контрольній точці повинна бути не нижчою за нормативну (табл. 1-3 НПБ 88-2001*).

Цей спосіб вимагає протоки води по всій площі розрахункових ділянок і умовах діючого підприємства.

2. Визначення інтенсивності зрошення за допомогою мірної ємності. Використовуючи проектні дані (нормативна інтенсивність зрошення; фактична площа, що займається зрошувачем; діаметри і довжини трубопроводів), складається розрахункова схема і розраховується необхідний напір у зрошувача, що перевіряється, і відповідний йому напір у живильному трубопроводі біля вузла управління. Потім спринклерний зрошувач змінюється на дренчерний. Під зрошувачем встановлюється мірна ємність, з'єднана рукавом із зрошувачем. Відкривається засувка перед клапаном вузла управління і по манометру, що показує напір у живильному трубопроводі, встановлюється отриманий розрахунком напір. При режимі закінчення вимірюють витрату з зрошувача. Ці операції повторюються для кожного наступного зрошувача, що перевіряється. Інтенсивність зрошення I л/(с*м 2) у кожній контрольній точці визначають за формулою і не повинна бути нижчою за нормативну:

де W під - об'єм води в мірній ємності, л, виміряної за час τ, с; F - площа, що захищається зрошувачем (за проектом), м 2 .

При отриманні незадовільних результатів (хоча б одного з зрошувачів), повинні бути визначені та усунуті причини, а потім повторно проведені випробування.

Загальна кількість різних вимог, що висуваються у процесі виробництва та контролю спринклерного зрошувача, досить велика, тому розглянемо лише найважливіші параметри.

1. Показники якості

1.1 Герметичність

Це один із основних показників, з яким стикається користувач спринклерної системи. Справді, спринклер із поганою герметичністю може завдати багато неприємностей. Нікому не сподобається, якщо на людей дороге обладнання або товар раптом почне капати вода. А якщо втрата герметичності відбувається внаслідок мимовільного руйнування термочутливого запірного пристрою, збиток від пролитої води може зрости кілька разів.

Конструкція та технологія виробництва сучасних зрошувачів, які вдосконалювалися протягом багатьох років, дозволяють бути впевненим у їхній надійності.

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

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

Рисунок 2.Спринклер із гумовою прокладкою.

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

Такі випадки були зафіксовані під час пожежі на багатьох об'єктах у США. Після цього виробниками була проведена широкомасштабна акція з відкликання та заміни всіх спринклерів з гумовими кільцями ущільнювачів 3 . У Росії застосування зрошувачів з гумовим ущільненням заборонено. Водночас, як відомо, у деякі з країн СНД продовжуються постачання дешевих спринклерних зрошувачів такої конструкції.

При виробництві спринклерних зрошувачів і вітчизняними та зарубіжними стандартами передбачено цілу низку випробувань, які дозволяють гарантувати герметичність.

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

Випробування на вібростійкість дають впевненість, що зрошувачі будуть надійно служити за найсуворіших умов експлуатації.

1.2 Міцність

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

Хімічна міцність елементів конструкції зрошувача визначається на випробуваннях по стійкості до дії туманного середовища із соляних бризок, водного розчину аміаку та двоокису сірки.

Ударостійкість спринклерного зрошувача повинна забезпечити цілісність всіх його елементів під час падіння на бетонну підлогу з висоти 1 метра.

Розетка спринклерного зрошувача повинна витримувати вплив води, що виходить із нього під тиском 1,25 МПа.

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

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

1.3 Надійність теплового замку

Одним із найвідповідальніших елементів спринклерного зрошувача є тепловий замок зрошувача. Технічні характеристики та якість цього елемента багато в чому визначають успішну роботу спринклеру. Від чіткої роботи цього пристрою, відповідно до заявлених технічних характеристик, залежить своєчасність гасіння пожежіта відсутність хибних спрацьовувань у черговому режимі. За багаторічну історію існування спринклерного зрошувача було запропоновано багато типів конструкцій теплового замку.




Рисунок 3.Зрошувачі зі скляною колбою та плавким елементом.

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

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

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

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

Теплостійкість теплового замку перевіряється шляхом плавного нагрівання температури на 5°С нижче від номінальної температури спрацьовування.

Якщо як тепловий замок використовується скляна колба, то необхідно перевірити її цілісність за допомогою вакууму.

І скляна колба, і плавкий елемент підлягають перевірці на міцність. Так, наприклад, скляна колба повинна витримувати навантаження у шість разів більше, ніж його навантаження в робочому режимі. Для плавкого елемента встановлено п'ятнадцятикратну межу.

2. Показники призначення

2.1 Теплова чутливість замка

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

Аналогічний параметр відсутній у зарубіжному стандарті, натомість широко застосовується RTI (response time index): параметр, що характеризує чутливість термочутливого елемента (скляна колба або плавкий замок). Чим нижче його величина, тим чутливіший до тепла цей елемент. Спільно з іншим параметром - З (conductivity factor - міра теплопровідностіміж термочутливим елементом та елементами конструкції спринклеру) вони утворюють одну з найважливіших характеристик спринклеру – час реагування.




Рисунок 4.Межі зон, що визначають швидкодію спринклеру.

На малюнку 4 позначені області, що характеризують:

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

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

• залежно від величини;
• залежно від типу;
• параметрів складування пожежного навантаження

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

Крім цього, закінчиться невдачею спроба визначити коефіцієнт теплової інерційності за формулою Додатки АГОСТ Р 51043:

Справа в тому, що при копіюванні формули із стандарту ISO/FDIS6182-1 було допущено помилку.

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

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

5.2.19 При пожежному навантаженніне менше 1400 МДж/м 2 для складських приміщень, для приміщень висотою понад 10 м та для приміщень, в яких основним горючим продуктом є ЛЗРі ГЖкоефіцієнт теплової інерційності спринклерних зрошувачів повинен бути менше 80 (м·с) 0,5 .

На жаль, не зовсім зрозуміло, навмисно чи внаслідок неточності вимога до температурної чутливості спринклеру встановлюється лише на підставі коефіцієнта теплової інерційності термочутливого елемента без урахування коефіцієнта втрат тепла за рахунок теплопровідності. І це в той час, коли, згідно з міжнародним стандартом (рис. 4), спринклери з коефіцієнтом втрат тепла за рахунок теплопровідностібільше 1,0 (м/с) 0,5 вже не належать до швидкодіючих.

2.2 Коефіцієнт продуктивності

Це один із ключових параметрів спринклерних зрошувачів. Він призначений для обчислення кількості води, що виливається через зрошувачза певного тиску в одиницю часу. Це не важко зробити за формулою:

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

Величина коефіцієнта продуктивності залежить від діаметра вихідного отвору спринклера: чим більший отвір, тим більший коефіцієнт.

У різних зарубіжних стандартах можуть зустрічатися варіанти запису цього коефіцієнта залежно від розмірності параметрів, що використовуються. Наприклад, не літри за секунду і МПа, а галони за хвилину (GPM) і тиск у PSI, або літри за хвилину (LPM) і тиск у bar.

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

Таблиця 1.Співвідношення між коефіцієнтами

Наприклад, для зрошувача СВВ-12:

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

2.3 Розподіл води та інтенсивність зрошення

Всі перелічені вище вимоги більшою чи меншою мірою повторюються і в стандарті ISO/FDIS6182-1, і в ГОСТ Р 51043. При існуючих невеликих різночитаннях вони, однак, не мають принципового характеру.

Дуже значні, дійсно принципові відмінності між стандартами стосуються параметрів розподілу води по площі, що захищається. Саме ці відмінності, закладені в основу характеристик зрошувача, здебільшого і визначають правила та логіку проетування систем автоматичного пожежогасіння.

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

Ці параметри визначалися експериментально під час проведення численних випробувань. Конкретні значення інтенсивності зрошення для захисту приміщень різного пожежного навантаження наведено в Таблиці 2НПБ88.

Забезпечення пожежної безпекиоб'єкта - надзвичайно важливе і відповідальне завдання, від правильного вирішення якого може залежати життя багатьох людей. Тому вимоги до обладнання, що забезпечує виконання цього завдання, важко переоцінити і назвати надмірно жорстокими. В цьому випадку стає зрозуміло, чому в основу формування вимог російських стандартів ГОСТ Р 51043, НВБ 88 5 , ГОСТ Р 50680 6 закладено принцип гасіння займанняодним зрошувачем.

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

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

Малюнок 5.Схема випробування зрошувача за ГОСТ Р 51043.

Після цього вимірюється кількість води, яке виявилося в банках, і вичищена середня інтенсивність зрошення. Відповідно до вимог пункту 5.1.1.3. ГОСТ Р 51043, на площі, що захищається 12 м 2 зрошувач, встановлений на висоті 2,5 м від підлоги, при двох фіксованих тисках 0,1 МПа і 0,3 МПа повинен забезпечувати інтенсивність зрошення не менше, ніж зазначено в таблиці 2.

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

Дивлячись на цю таблицю, постає питання: яку інтенсивність повинен забезпечити зрошувач з d у 12 мм при тиску 0,1 МПа? Адже зрошувач з таким d у підходить як до другого рядка з вимогою 0,056 дм 3 /м 2 ⋅с, так і до третього 0,070 дм 3 /м 2 ⋅с? Чому до одного з найважливіших параметрів спринклеру таке недбале ставлення?

Для прояснення ситуації спробуємо провести низку простих обчислень.

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

Тепер припустимо, що діаметр вихідного отвору трохи менше 12 мм. У цьому випадку необхідно співвіднести отриману інтенсивність зрошення 0,124 дм 3 /м 2 с вимогами другого рядка таблиці 2 (0,056 дм 3 / м 2 с). Виходить ще менше: 45,2%.

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

Можливо, у вимогах ДСТУ закладено лише мінімально допустимі вимоги до коефіцієнта корисного використання витрати, нижче за яку зрошувач, як частина установки пожежогасіннявзагалі розглядати не можна. Тоді виходить, що реальні параметри спринклеру мають утримуватися у технічній документації виробників. Чому ж і там ми їх не бачимо?

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

Окрім цього виникає ще кілька практичних проблем.

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

Рисунок 6.Ідеальний розподіл води всередині площі, що захищається.

На малюнку 6показана ідеальна картина розподілу води для зрошувача з коефіцієнтною продуктивністю 0,47. Видно, що лише незначна частина води потрапляє за межі площі, що захищається радіусом 2 м (позначена пунктиром).

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

В одному випадку з'являються незахищені ділянки. малюнок 7). В іншому - для покриття незахищених ділянок зрошувачі необхідно розставляти ближче, що призводить до перекриття частини сусідніх зрошувачів ( малюнок 8).

Рисунок 7.Розташування зрошувачів без перекриття зон зрошення

Малюнок 8.Розташування зрошувачів із перекриттям зон зрошення.

Перекриття площ, що захищаються, призводить до того, що необхідно істотно збільшувати кількість зрошувачів, а, головне, для роботи такої спринклерної АУПТ знадобиться набагато більше води. При цьому у випадку, якщо при пожежіспрацює більше одного зрошувача, кількість води, що виливається, буде явно надлишковим.

Досить просте вирішення цього, на перший погляд, суперечливого завдання запропоновано у зарубіжних стандартах.

Річ у тім, що у зарубіжних нормах вимоги забезпечення необхідної інтенсивності зрошення пред'являються одночасної роботі чотирьох зрошувачів. Зрошувачі розташовуються в кутах квадрата, всередині якого площею встановлено мірні ємності.

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

Рисунок 9.Схема випробування зрошувача ISO/FDIS6182-1.

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

Рисунок 10.Графік розподілу води зрошувача ISO/FDIS6182-1.

Природно, за такої форми розподілу води середня інтенсивність зрошення зменшуватиметься пропорційно збільшенню площі зрошення. Але оскільки випробуванні беруть участь чотири зрошувача одночасно, у перекриття зон зрошення забезпечать більш високу середню інтенсивність зрошення.

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

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

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

Щоб оцінити, наскільки високий рівень вимог до величини і рівномірності інтенсивності зрошення всередині квадрата, що захищається, можна зробити такі нескладні обчислення:

1. Визначимо, скільки води виливається у межах квадрата площі зрошення за секунду. З малюнка видно, що сектор чверті зрошуваної площі кола зрошувача бере участь у зрошенні квадрата, тому чотири зрошувача виливають на квадрат, що «захищається», кількість води, рівну тому, що виливається з одного зрошувача. Поділивши зазначену витрату води на 60, отримуємо витрату в л/сек. Наприклад, для Ду 10 при витраті 506 л/хв отримаємо 08433 л/сек.
2. В ідеалі, якщо вся вода рівномірно розподіляється по площі, для отримання питомої інтенсивності витрата потрібно ділити на площу, що захищається. Наприклад, 0,8433 л/сек ділимо на 20,25 м2, отримуємо 0,0417 л/сек/м2, що точно збігається з нормативним значенням. Оскільки ідеального розподілу домогтися у принципі неможливо, допускається наявність ємностей з меншим вмістом води у кількості до 10%. У нашому прикладі це 8 із 81 банки. Можна визнати, що це досить високий рівень рівномірності розподілу води.

Якщо говорити про контроль рівномірності інтенсивності зрошення за російським стандартом, то перевіряльнику доведеться набагато серйозніше випробування математикою. Відповідно до вимог ГОСТ Р51043:

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

де i i – інтенсивність зрошення в i-ій мірній банці, дм 3 /(м 3 ⋅ с);
n – число мірних банок, встановлених на площі, що захищається. Інтенсивність зрошення в i-му мірному банку i i дм 3 /(м 3 ⋅ с), розраховують за формулою:

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

Коефіцієнт рівномірності зрошення R розраховують за такою формулою:

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

Коефіцієнт рівномірності не враховують, якщо інтенсивність зрошення в мірних банках менша за нормативне значення у таких випадках: у чотирьох мірних банках – для зрошувачів типів В, Н, У та шести – для зрошувачів типів Г, Г В, Г Н і Г У.

А ось ці вимоги вже не плагіат зарубіжних стандартів! Це наші рідні вимоги. Втім, слід зазначити, що й вони мають недоліки. Однак для того, щоб виявити всі недоліки або переваги даного методу вимірювання рівномірності інтенсивності зрошення, знадобиться не одна сторінка. Можливо, це буде зроблено у наступній редакції статті.

Висновок

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

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

Література

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

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

3 http://www.sprinklerreplacement.com/

4 СП 6. Система протипожежного захисту. Норми та правила проектування. Автоматична пожежна сигналізація та автоматичне пожежогасіння. Проект остаточної редакції №171208.

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

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

7 Проектування водяних та пінних автоматичних установок пожежогасіння. Л.М. Мешман, С.Г. Царіченко, В.О. Билінкін, В.В. Альошин, Р.Ю. Губін; За загальною редакцією Н.П. Копилова. - М.: ВНДІПО МНС РФ, 2002 р.