Пожарная автоматика

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Общее устройство и принцип работы выбранной установки

Схема, устройство и работа спринклерной установки:

1. Автоматический водопитатель.

2. Компрессор

3. Сплинклерные оросители.

4. Распределительный трубопровод.

5. Питательный трубопровод.

6. Сигнальный прибор.

7. Контрольно-сигнальный клапан.

8. Проводящий трубопровод.

9. Задвижка.

10. Обратный клапан.

11. Насос

12. Водоем.

13. Заборная сетка.

2. Работа установки

Сплинклерные установки служат для локального тушения пожара, охлаждения строительных конструкций, подачи сигнала о пожаре.

Сплинклерная установка находится в состоянии готовности под давлением создаваемым автоматическим водопитателем. При возникновении пожара вскрываются спринклерные оросители, подается давление в питательный трубопровод и распределительный трубопровод, вскрывается контрольно измерительный клапан, вода поступает из автоматического водопитателя затем вода по проводящему трубопроводу поступает к вскрывшимся спринклерным оросителям затем вода поступает к сигнальному прибору, подается сигнал «ПОЖАР».

Давление в автоматическом водопитателе уменьшается, срабатывает контактный манометр, включается основной питатель забирает воду из резервуара, подается вода в спринклерную сеть.

Обратный клапан отключает от сети автоматический водопитатель. Основной водопитатель можно включить от сигнального прибора. Поступление воды из пневмобака в насос предотвращается обратным клапаном.

3. Узел управления спринклерной установки

В состоянии готовности тарельчатый клапан плотно прилегает к седлу, давление над и под клапаном одинаковы, задвижка и пробковые краны открыты, малый и большой вентили закрыты.

Ложное срабатывание предотвращается компенсатором и компенсационным клапаном, вода из подводящего трубопровода проходит через обратный клапан и попадает в надклапанное пространство, давление над клапаном и под ним выравнивается.

При возникновении пожара срабатывают оросители вода из питательного трубопровода поступает на очаг пожара, давление над клапаном поднимается, вода через подводящий трубопровод попадает в спринклерную сеть, затем через кольцевую вытачку в седле клапана вода проходит через сигнальный клапан и поступает через пробковый кран к сигнализатору давления, выдается сигнал о пожаре, перекрывают пробковый кран. После ликвидации пожара перекрывают задвижку, открывают большой вентиль.

Для приведение установки в готовность заменяют оросители, закрывают вентиль, открывают задвижку выравнивают давление по манометру в трубопроводах, открывают пробковый кран.

При проверки работы клапана открывают малый вентиль, из питательного трубопровода выходит вода, давление уменьшается над клапаном, поднимается клапан, вода через кольцевую вытачку поступает к сигнализатору давления и подается сигнал.

После получения сигнала закрывают малый вентиль, выравнивают давление над и под клапаном, опускают клапан в седло.

Устройство:

1. сливной трубопровод.

2. большой вентиль.

3. комбинированный вентиль.

4. малый вентиль.

5. манометр.

6. питательный трубопровод.

7. кран манометровый.

8. ограничитель.

9.сигнализатор давления.

10. обратный клапан.

11. тарельчатый клапан.

12. пробковый кран.

13. сигнальный клапан.

14. компенсационный клапан.

15. направляющая втулка.

16. сигнальный трубопровод.

17. задвижка.

18. подводящий трубопровод.

19. кран с малым отверстием.

Следует также рассмотреть устройство сигнализатора давления.



В настоящее время применяют в основном электрические сигнальные приборы, из которых более широко распространенны сигнализатор давления универсальный (СДУ) и электроконтактный манометр (ЭКМ). Рабочие элементы СДУ (рисунок) размещены на корпусе 1 и крышке 2 под колпаком 4, при срабатывании установки пожаротушения вода поступает в сигнализатор давления, мембрана 7 прогибается и толкателем (штоком) 6 через пружину 5 включает микропереключатель 3, замыкая внешние электрические цепи. Эти цепи могут включать световые и звуковые сигналы данной секции, а также пожарные насосы (через магнитные пускатели). Каждая секция спринклерной установки должна иметь самостоятельный сигнальный прибор, устанавливаемый на узел управления.

4. Расчет требуемого запаса огнетушащих средств в проектируемой установки пожаротушения

1. Выбор системы.

Принимаем водяную спринклерную систему с водяным КСК, согласно НПБ 88-2001 п. 4.9.

2. Выбор оросителей.

В качестве оросителей принимаем спринклерные головки с диаметром выходного отверстия 12 мм., и с температурой плавления припоя замка (НПБ 88-2001, п. 4,7).

3.Выбор нормативных данных.

а) группа помещений - II (НПБ 88-2001);

б) интенсивность орошения водой I = 0,12 л/м²с (высота склада до 1 м.) (НПБ 88-2001);

в) Определяем расчетную площадь расхода воды F_р = 240 м² (НПБ 88-2001);

г) Площадь защищаемая одним оросителем F_ор = 12 м² (НПБ 88-2001);

д) Расстояние между оросителями е_ор = 4 м. (НПБ 88-2001);

е) Расчетное время работы установки Т_расч = 60 мин. (НПБ 88-2001);

ж) расстояние от оросителя до:

- стен 2 м. (НПБ 88-2001 пункт 4,19);

- плоскости перекрытия 0,08-0,4 м. (НПБ 88-2001 пункт 4,13).

5. Выбор технических данных оросителей

а) Требуемая производительность оросителей необходимая для успешного тушения пожара определяется по формуле:

Q_ор ? J * F_ор (л/с) = Q_ор ? 0,12 л/м²с * 12 м = 1,44 л/с

Где:

J - интенсивность орошения водой;

F_ор - площадь орошения одним оросителем.

б) Определение расхода воды через оросители.

Q_ор = К vН_мин л/с = Q_ор = 0,448 v5 = 1,001 л/с

Где:

К - коэффициент производительности оросителя;

Н_мин - свободный минимальный напор для оросителя.

Q_ор - подбираем ороситель спринклерный с соответствующим оптимальным расходом:

в) Принимаем ороситель спринклерный с диаметром выходного отверстия d = 12 мм.

Уточняем величину напора у диктующего оросителя.

г) Уточняем величину напора у «диктующего» оросителя:

Н^д_ор = (J * F_ор)² / К² м = (0,12 * 12)² / 0,448² = 10,3 м

Где:

J - интенсивность орошения водой;

F_ор - площадь орошения одним оросителем.

6. Размещение оросителей

В масштабе вычерчивается план помещения, на котором осуществляется расстановка оросителей.

Оросители должны размещаться таким образом, чтобы орошалась любая точка защищаемой площади.

Поэтому при проектировании установок рекомендуется строить карту орошения. Для этого помещения разбивается на квадраты и оросители располагаются в центре квадратов. Сторона квадрата определяется по формуле:

е = v2F_ор / П ? е_ор (м) = v2 * 12 / 3,14 = 2,76 < 4 (м)

Где:

е - расстояние между оросителями;

F_ор - площадь орошения одним оросителем.

Принимаем расстояние между оросителями 4 м.



7. Трассировка сети

На плане помещения намечаем рациональную схему трассы питательных и распределительных трубопроводов. Определяем место расположение узла управления.

Расчетная схема участков.

На основании принятой сети, в защищаемом помещении, а также принятых решений по системе и схеме установки выполняем аксонометрическую расчетную схему. На данной схеме указываем длину расчетных участков всех трубопроводов (до водопитателей) и обозначаем все необходимые точки буквами и цифрами.

- Оросители - арабскими цифрами;

- Рядки - римскими цифрами;

- Точки соединения рядка с питательным трубопроводом, питательных трубопроводов с узлами управления и магистральных трубопроводов с узлами управления и насосами - буквами.

8. Гидравлический расчет сети

Цель гидравлического расчета - определение оптимальных диаметров трубопроводов и потребных напоров и расходов водопитателей.

1) Количество спринклеров, которые должны одновременно орошать расчетную площадь F_расч = 180м²:

n_c =

Где:

n_c - количество спринклиров;

F_расч - расчетная площадь;

F_ор - площадь орошения одним оросителем.

n_c = = 20 ор.

2). Расход воды из «диктующего» оросителя:

q₁ = К * л/с

Где:

К - коэффициент расхода оросителя;

Н^д_ор - напор у «диктующего» оросителя.

q₁ = 0,45 л/с.

3). Диаметр трубопровода на участке 1-2.

d_1-2 = •10³ = 3.56 мм

Где:

q₁ - расход воды у первого оросителя;

V - скорость движения воды в трубопроводах.

d_1-2 = 35,6 = 13,4 (мм).

Диаметр трубопровода должен быть не менее 13,4.

Учитывая, что на одной ветви редка 2 оросителя принимаем рядок диаметром 25 мм., коэффициент трения при этом 3,44, трубы стальные электросварные.

4) Потери напора на участке 1-2:

h_1-2 = q²_1-2 * L_1-2 / К_т1-2 м

Где:

q_1-2 - расход воды на участке 1-2.

L_1-2 - длина участка.

Кт- коэффициент трения.

5) Напор у второго оросителя:

Н₂ = Н₁ + h_1-2 м

Где:

Н₁ - напор у первого оросителя;

h_1-2 - потери напора на участке 1-2.

Н₂ = 10,3 + 2,4 = 12,7 м.

6) Расход воды второго оросителя:

q ₂ = К * vН₂ л/с

Где:

К - коэффициент расхода оросителя;

Н₂ - напор у второго оросителя.

q ₂ = 0,45 * v12,7 = 1,6 л/с.

7) Расход воды на участке 2а:

q_2-a = q_1-2 + q₂ л/с

Где:

q_1-2 - расход воды на участке 1-2;

q₂ - расход воды третьего оросителя.

q_2-a = 1,44 + 1,6 = 3,04 л/с.

8) Диаметр трубопровода на участке 2а:



d_2a = 35,6 * vq_2-a / v мм

Где:

q_2-а - расход воды на участке 2-а;

V - скорость движения воды в трубопроводах.

V = 10 м/c.

d_3-a = 35,6 * v3,04 / 10 = 19,6 мм.

Диаметр трубопровода должен быть не менее 19,6. Учитывая, что на одной ветви редка 2 оросителя принимаем рядок диаметром 25 мм., коэффициент трения при этом 3,44, трубы стальные электросварные.

9).Потери напора на участке 2-а:

h_2-a = q²_2-a * L_2-a / Kт м

Где:

q_2-а - расход воды на участке 2-а;

L _2-а - длина участка;

Кт - коэффициент трения.

h_2-a = 3,04² * 2 / 3,44 = 5,37 м.

10). Напор в точке а:

Н_а = Н₂ + h_2a м = 18,07

Где:

Н₂ - напор у второго оросителя;

H_2-а - потери напора на участке 2-а.

Н_а = 12,7 + 5,37 = 18,07 мм.

Таким образом 1 рядок характеризуется следующими показателями:



11) Характеристика 1 рядка:

B_I = Q_I² / Ha

Где:

Q_I -расход воды 1 рядка;

Н_а - напор в точке а.

B_I = 6,08² / 18,07 = 2,04.

Так как все рядки конструктивно выполнены одинаково, следовательно и их характеристики так же равны.

9. Расчет II рядка

1) Расход воды на участке а-б:

Q_I = 6,08 л/с.

Q_I - расход воды первого рядка.

2) Диаметр питательного трубопровода на участке а-б.

d_а-б = 35,6vq_а-б / v мм = 50,6

Где:

q_а-б - расход воды на участке а-б;

V - скорость движения воды в питательном трубопроводе, составляет 3.

Принимаем диаметр питательного трубопровода: d = 100.

К_т = 4322 (НПБ88-2001).

3) Потеря напора на участке а-б:



h_а-б = q²_а-б * L_а-б / К_т м

Где:

q_а-б - расход воды на участке а-б;

L_а-б - длина участка;

Кт - коэффициент трения.

h_а-б = 6,08² * 4 / 4322 = 0,03 м.

4) Напор в точке Б:

Н_б = Н_а + h_а-б м = 18,1

Где:

Н_а - напор в точке а;

H_а-б - потери напора на участке а-б.

5) Расход воды из второго рядка:

Q_II = vB_I * Н_б л/с

Где:

Н_б - напор в точке б.

Q_II = v2,04 * 18,1 = 6,07 л/с.

10. Расчет III рядка

1) Расход воды на участке б-в:

q_б-в = Q_I + Q_II л/с

Где:

Q_I -расход воды первого рядка;

Q_II -расход воды второго рядка;

q_б-в = 6,08 + 6,07 = 12,15 л/с.

2) Потеря напора на участке б-в:

h_б-в = q²_б-в * L_б-в / К_т м = 0,13

Где:

q_б-в - расход воды на участке б-в;

L_б-в - длина участка;

Кт - коэффициент трения.

3). Напор в точке В:

Н_в = Н_б + h_б-в м

Где:

Н_б - напор в точке Б;

H_б-в - потери напора на участке б-в.

Н_в = 18,1 + 0,13 = 18,23 м.

4). Расход воды из третьего рядка:

Q_III = vB_I * Н_в л/с = 6,09

Где:

Н_в - напор в точке В.

11. Расчет IV рядка

1) Расчет воды на участке в-г:



q_в-г = Q_II + Q_III л/с = 12,16

Где:

Q_II - расход воды второго рядка;

Q_III - расход воды третьего рядка.

2) Потеря напора на участке в-г:

h_в-г = q²_в-г * L_в-г / К_т м

Где:

q_в-г - расход воды на участке в-г;

L_в-г - длина участка;

Кт - коэффициент трения.

h_в-г = 12,16 * 4/4322 = 0,13 м.

3) Напор в точке Г:

Н_г = Н_в + h_в-г м

Где:

Н_в - напор в точке «В».

H_в-г - потери напора на участке в-г.

Н_г = 18,23 + 0,13 = 18,36 м.

4) Расход воды из четвертого рядка:

Q_VI = vB_I * Н_г л/с = 6,12

Где:

Н_г - напор в точке Г.



12. Расчет V рядка

1) Расход воды на участке г-д:

q_г-д = Q_III + Q_IV л/с

Где:

Q_III - расход воды третьего рядка;

Q_IV - расход воды четвертого рядка.

q_б-г = 6,07 + 6,12 = 12,19 л/с.

2) Потеря напора на участке г-д:

H_г-д = q²_г-д * L_г-д / К_т м

Где:

q_г-д - расход воды на участке г-д;

L_г-д - длина участка;

Кт - коэффициент трения.

h_г-д = 12,19 * 4/4322 = 0,13 м.

Если произвести расчет V рядка, то суммарный расход воды будет больше расчетного:

q_p = I * F_p л/с

Где:

I - интенсивность орошения водой;

F_ор - площадь орошения одним оросителем.

q_p = 0,12 * 240 = 28,8 л/с.

В то время как основной водопитатель должен обеспечивать подачу не более 28,8 л/с.

Поэтому расчет рядков прекращаем, принимая, что будут работать при пожаре с I-V рядки с общим расходом воды 24,36 л/с:

Что является недостающий до 28,8 л/с расход (4,44 л/с) будет подаваться несколькими головками V рядка.

3) Диаметр питательного трубопровода:

d_тр = 35,6vq_р / v мм

Где:

q_тр - расход воды на участке;

V - скорость движения воды в питательном трубопроводе, составляет 3 м/с (НПБ88-2001).

d_тр = 35,6v28,8/3 = 110,4 мм.

Принимаем:

d = 100 мм;

К_т = 4322.

13. Расчет основного водопитателя

1) Определение линейных потерь напора на участке д-м.

Начиная с точки г определяем потери напора на участке от точки «Д» до начала насоса:

H_д-м = Q_р² * е_д-м / К_т м

Где:

Q_р - расход воды в точке расчетное;

Кт - коэффициент трения.

Е_д-м = 4 * 3 + 2 + 3 + 1 + 20 = 38 м.

Общее расстояние от точки «Д» до насоса:

Q_р = 28,8 л/с.

H_д-м = 28,8² * 38/4322 = 7,02 м.

2) Определяем требуемый напор в насосе:

Н_н = Н₁ + ?h + Z₁ м

Где:

Н₁ - напор у первого оросителя;

?h - суммарные потери напора;

Z₁ - высота подъема воды.

Если ось насоса находиться на нулевой отметке земли, то высота подъема примерно равна высоте помещения, то есть 3 м.

?h = 1,2(h_1-2 + h_2-а + h_а-б + h_б-в + h_в-г + h_г-д + h_д-м) + h_кск м

Где:

h_кск - потери напора в КСК при Q_р = 57,6 л/с.

h_кск = S * Q² м

Где:

Сопротивление водоемного КСК диаметром 100 мм.:

S = 3,02 * 10^-4.

h_кск = 0,000302 * 28,8² = 0,25 м.

?h = 1,2(2,4 + 5,37 + 0,03 + 0,13 + 0,14 + 0,13 + 7,02) + 0,25 = 18,5.

Напор на насосе:

Н_н = 18,07 + 10,3 + 4,5 = 32,87 м.

Таким образом, насос необходимо подобрать по следующим параметрам:

Q_н = 28,8 л/с;

Н_н = 32,87 м.

Выбираем насосы марки 4К-8:

Q_н = 32,5 л/с;

Н_н = 45 м.

Мощность двигателя 28 кВт.

3) Определяем объем неприкосновенного противопожарного запаса воды в резервуаре: спринклерный пожаротушение орошаемый

W_рез = Q_р * ф_т * 60 * 60 / 1000

Где:

Q_р - расчетный расход воды, равен 28,8 л/с;

ф_т - время тушения - 60 мин. (НПБ 88-2001).

W_рез = 28,8 * 1 * 60 * 60/1000 = 103,7 м³.



Литература

1. Н.Ф. Бубырь, В.П. Бабуров, В.И. Мангасаров «Пожарная автоматика», М., «Стройиздат», 1984 г.

2. Н.Ф. Бубырь, А.Ф. Иванов «Установки автоматической пожарной защиты», М., «Стройиздат», 1979 г.

3. Строительные нормы и правила. Пожарная автоматика зданий и сооружений СНиП 2.04.09-84. М., Государственный комитет СССР по делам строительства. 1985 г.

Размещено на Allbest.ru

...