Проектирование установки водяного пожаротушения

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

автоматической системы водяного спринклерного пожаротушения и системы внутреннего противопожарного водопровода для объекта: «Капитальный ремонт помещений и зданий складского комплексу, расположенного по адресу: г. Бровары, ул. Кутузова, 127»

г. Днепр 2016



Содержание

Введение

1. Исходные данные

2. Расчетные формулы

3. Основные принципы работы установки пожаротушения

4. Результаты

Список используемой литературы

Аннотация



Введение

Наибольшее распространение в настоящее время получили автоматические системы водяного пожаротушения.

В данном случае произведен расчет складского комплекса, который в соответствии с ДБН В.2.5-56:2014 независимо от площади должен иметь автоматическую систему пожаротушения.

Основным видом пожарной нагрузки являются горючие материалы. В соответствии с таблицей принимаем решение, что для тушения возможно использовать воду.

Для тушения возможных возгораний в объекте, с учетом имеющейся горючей загрузки, возможно использование воды.



1. Исходные данные

Исходные данные взяты из принципиально-технических решений к строению автоматической системы водяного спринклерного пожаротушения и системы внутреннего противопожарного водопровода для объекта: «Капитальный ремонт помещений и зданий складского комплексу, расположенного по адресу: г. Бровары, ул. Кутузова, 127», которые являются неотъемлемой частью данного расчета

2. Расчетные формулы

Расчетный расход орошения на всю площадь пожаротушения

Q расчетная = (І орошения * S орошения) / 60 = 10 * 260 / 60 = 43,33 л/с

Количество оросителей для указанной площади тушения

N = 32 шт.

Расчетный расход орошения из одного орсителя

Q одного оросителя = Q расчетная / N = 43,33 / 32 = 1,35 л/с

Произведем перерасчет расхода в соответствии с коэффициентом производительности K и переведем в л/мин

Q одного оросителя = Q одного оросителя * 60 секунд = 81,2 л/мин

Определяем необходимое давление на оросителе 1, который находится в диктующей точке



Н1 = (Q одного оросителя) 2 / K 2 = 81,25*81,25 / 80,6*80,6 = 1,02 бар = 10,16 м. водяного столба.

Все остальные показатели давления (напора) указаны в метрах водяного столба.

Произведем расчет рядка с диктующим оросителем

Расчетный расход воды через диктующий ороситель, расположенный в диктующей защищаемой орошаемой площади, определяем по формуле

Q1 = K/60 * корень квадратный (Н1 / 10) = 80,6 / 60 * корень квадратный (10,16/10) = 1,35 л/с

В виду того, что систеиа пожаротушения существующая и диаметры труб на участках 1-2-3-4-А уже определены и составляю 32 мм = 0,032 м

Определяем скорость движения воды по трубам на участке 1-2

V1-2 = 0,00127 * Q1 / dтр * dтр = 0,00127 * 1,35 / 0,032 * 0,032 = 1,67 м/с

Определяем необходимое давление на оросителе 2

Н2 = Н1 + (L1-2 * Q1 * Q1 /kтр) = 10,16 + (3 * 1,35 * 1,35 / 13,97) = 10,16+0,39 = 10,55 м

Расчетный расход воды через ороситель 2

Q2 = K/60 * корень квадратный (Н2 / 10) = 1,34 * корень квадратный (10,55 / 10) = 1,37 л/с

Расчетный расход воды на участке 2-3

Q2-3 = Q1 + Q2 = 1,35 + 1,37 = 2,72 л/с

Определяем скорость движения воды по трубам на участке 2-3

V2-3 = 0,00127 * Q2-3 / dтр * dтр = 0,00127 * 2,72 / 0,032 * 0,032 = 3,37 м/с

Определяем необходимое давление на оросителе 3

Н3 = Н2 + (L2-3 * Q2-3 * Q2-3 /kтр) = 10,55 + (3 * 2,72 * 2,72 / 13,97) = 10,55+1,59 = 12,14 м

Расчетный расход воды через ороситель 3

Q3 = K/60 * корень квадратный (Н3 / 10) = 1,34 * корень квадратный (12,14 / 10) = 1,47 л/с

Расчетный расход воды на участке 3-4

Q3-4 = Q3 + Q2-3 = 1,47 + 2,72 = 4,19 л/с

Определяем скорость движения воды по трубам на участке 3-4

V3-4 = 0,00127 * Q3-4 / dтр * dтр = 0,00127 * 4,19 / 0,032 * 0,032 = 5,19 м/с

Определяем необходимое давление на оросителе 4

Н4 = Н3 + (L3-4 * Q3-4 * Q3-4 /kтр) = 12,14 + (3 * 4,19 * 4,19 / 13,97) = 12,14+3,77 = 15,91 м

Расчетный расход воды через ороситель 4

Q4 = K/60 * корень квадратный (Н4 / 10) = 1,34 * корень квадратный (15,91 / 10) = 1,69 л/с

Расчетный расход воды на участке 4-А

Q4-А = Q4 + Q3-4 = 1,69 + 4,19 = 5,88 л/с

Определяем скорость движения воды по трубам на участке 3-4

V4-А = 0,00127 * Q4-А / dтр * dтр = 0,00127 * 5,88 / 0,032 * 0,032 = 7,29 м/с

Определяем необходимое давление в точке А

НА = Н4 + (L4-А * Q4-А * Q4-А /kтр) = 15,91 + (1,5 * 5,88 * 5,88 / 13,97) = 15,91+3,71 = 19,62 м

Определяем характеристику рядка

Врядка = Q4-А * Q4-А / НА = 5,88 * 5,88 / 19,62 = 1,76

Определяем скорость движения воды по трубам на участке А-Б

VА-Б = 0,00127 * Q4-А / dтр * dтр = 0,00127 * 5,88 / 0,15 * 0,15 = 0,33 м/с

Определяем необходимое давление в точке Б



НБ = НА + (LА-Б * Q4-А * Q4-А /kтр) = 19,62 + (3 * 5,88 * 5,88 / 34880) = 19,62+0,003 = 19,62 м

Расчетный расход воды в точке Б

QБ = корень квадратный (Врядка *НБ) = корень квадратный (1,76 * 19,62) = 5,88 л/с

Расчетный расход воды на участке Б-В

QБ-В = Q4-А + QБ = 5,88+ 5,88 = 11,76 л/с

Определяем скорость движения воды по трубам на участке Б-В

VБ-В = 0,00127 * QБ-В / dтр * dтр = 0,00127 * 11,76 / 0,15 * 0,15 = 0,66 м/с

Определяем необходимое давление в точке Б

НВ = НБ + (LБ-В * QБ-В * QБ-В /kтр) = 19,62 + (1,5 * 11,76 * 11,76 / 34880) = 19,62+0,006 = 19,62 м

Точка В является точкой подключения спаренных пожарных кранов со следующими характеристиками (основание таблица 5 ДБН В.2.5-64:2012)

Qпк = 5,2 л/с

Нпк = 19,9 МПа = 20 м.

На основании произведенных расчетов сравниваем показатели

НВ и Нпк, так как Нпк больше принимаем значение напора в данной точке по большему значению, т. е 20 м, а расходы суммируем

QВ-Г = QБ-В + Qпк = 11,76 + 10,4 = 22,16 л/с

Определяем скорость движения воды по трубам на участке В-Г

VВ-Г = 0,00127 * QВ-Г / dтр * dтр = 0,00127 * 22,16 / 0,15 * 0,15 = 1,25 м/с

Определяем необходимое давление в точке Б

НГ = НВ + (LВ-Г * QВ-Г * QВ-Г /kтр) = 19,62 + (1,5 * 22,16 * 22,16 / 34880) = 20 + 0,02 = 20,02 м

Расчетный расход воды в точке Г

QГ = корень квадратный (Врядка *НГ) = корень квадратный (1,76 * 20,02) = 5,94 л/с

Расчетный расход воды на участке Г-Д

QГ-Д = QВ-Г + QГ = 22,16+ 5,94 = 28,10 л/с

Определяем скорость движения воды по трубам на участке Г-Д

VГ-Д = 0,00127 * QГ-Д / dтр * dтр = 0,00127 * 28,10 / 0,15 * 0,15 = 1,59 м/с

Определяем необходимое давление в точке Д



НД = НГ + (LГ-Д * QГ-Д * QГ-Д /kтр) = 20,02 + (3 * 28,10 * 28,10 / 34880) = 20,02 + 0,07 = 20,09 м

Расчетный расход воды в точке Д

QД = корень квадратный (Врядка *НД) = корень квадратный (1,76 * 20,09) = 5,95 л/с

Расчетный расход воды на участке Д-Е

QД-Е = QГ-Д + QД = 28,10+ 5,95 = 34,05 л/с

Определяем скорость движения воды по трубам на участке Д-Е

VД-Е = 0,00127 * QД-Е / dтр * dтр = 0,00127 * 34,05 / 0,15 * 0,15 = 1,92 м/с

Определяем необходимое давление в точке Е

НЕ = НД + (LД-Е * QД-Е * QД-Е /kтр) = 20,09 + (3 * 34,05 * 34,05 / 34880) = 20,09 + 0,1 = 20,19м

Расчетный расход воды в точке Е

QЕ = корень квадратный (Врядка *НЕ) = корень квадратный (1,76 * 20,19) = 5,96 л/с

Расчетный расход воды на участке Е-Ж

QЕ-Ж = QД-Е + QЖ = 34,05+ 5,96 = 40,01 л/с

Определяем скорость движения воды по трубам на участке Е-Ж

VЕ-Ж = 0,00127 * QЕ-Ж / dтр * dтр = 0,00127 * 40,01 / 0,15 * 0,15 = 2,25 м/с

Определяем необходимое давление в точке Ж

НЖ = НЕ + (LЕ-Ж * QЕ-Ж * QЕ-Ж /kтр) = 20,19 + (3 * 40,01 * 40,01 / 34880) = 20,19 + 0,14 = 20,33 м

Расчетный расход воды в точке Ж

QЖ = корень квадратный (Врядка *НЖ) = корень квадратный (1,76 * 20,33) = 5,98 л/с

Расчетный расход воды на участке Ж-З

QЖ-З = QЕ-Ж + QЖ = 40,01+ 5,98 = 46 л/с

Определяем скорость движения воды по трубам на участке Ж-З

VЖ-З = 0,00127 * QЖ-З / dтр * dтр = 0,00127 * 46 / 0,15 * 0,15 = 2,6 м/с

Определяем необходимое давление в точке З

НЗ = НЖ + (LЖ-З * QЖ-З * QЖ-З /kтр) = 20,19 + (3 * 46 * 46 / 34880) = 20,33 + 0,18 = 20,51 м

Расчетный расход воды в точке З



QЗ = корень квадратный (Врядка *ЗИ) = корень квадратный (1,76 * 20,51) = 6,01 л/с

Расчетный расход воды на участке З-И

QЗ-И = QЖ-З+ QЗ = 46,00+ 6,01 = 52,01 л/с

Определяем скорость движения воды по трубам на участке З-И

VЗ-И = 0,00127 * QЗ-И / dтр * dтр = 0,00127 * 52,01 / 0,15 * 0,15 = 2,94 м/с

Определяем необходимое давление в точке З

НИ = НЗ + (LЗ-И * Q З-И * Q З-И /kтр) = 20,51 + (3 * 52,01 * 52,01 / 34880) = 20,51 + 0,23 = 20,74 м

Расчетный расход воды в точке И

QИ = корень квадратный (Врядка *НИ) = корень квадратный (1,76 * 20,74) = 6,04 л/с

Расчетный расход воды на участке И-узел управления

QИ- узел управления = QЗ-И + QИ = 52,01+ 6,04 = 58,05 л/с

Определяем скорость движения воды по трубам на участке И-узел управления



V И-узел управления = 0,00127 * QИ- узел управления / dтр * dтр = 0,00127 * 58,05 / 0,15 * 0,15 = 3,28 м/с

Определяем необходимое давление в точке УЗЛА УПРАВЛЕНИЯ

Н узел управления = НИ + (L И-узел управления * Q И-узел управления * Q И-узел управления /kтр) = 20,74 + (135 * 58,05 * 58,05 / 34880) = 20,74 + 13,04 = 33,78 м

Определяем необходимое давление в точке НАСОСНАЯСТАНЦИЯ

Н насосная станция = Н узел управления + (L узел управления-насоснаястанция * Q И-узел управления * Q И-узел управления /kтр) = 33,78 + (108 * 58,05 * 58,05 / 34880) = 33,78 + 10,43 = 44,21 м

Т. К. высота установки спинклерных оросителей Н оросителей = 12 м, то для определения показателей насоса к полученной цифре необходимо прибавить 12 м

Показатели насосной группы

Н = 57 м

Q = 58,05 л/с = 208,98 м. куб./час

3. Основные принципы работы установки пожаротушения

Автоматическая установка пожаротушения состоит из следующих основных элементов: насосной станции автоматического пожаротушения с системой входных (всасывающих) и подводящих (напорных) трубопроводов; - узлов управления с системой питающих и распределительных трубопроводов с установленными на них спринклерными оросителями.

Принцип работы насосной станции

В дежурном режиме эксплуатации питающие и распределительные трубопроводы спринклерных установок постоянно заполнены водой и находятся под давлением, обеспечивающим постоянную готовность к тушению пожара. Насос включается при срабатывании сигнализатора давления. пожаротушение ороситель спринклерный насосный

При пожаре, когда давление на насосе (в питающем трубопроводе) падает, при срабатывании сигнализатора давления включается рабочий пожарный насос, обеспечивающий полный расход. Одновременно при включении пожарного насоса подается сигнал пожарной тревоги в систему пожарной безопасности объекта.

Если электродвигатель рабочего пожарного насоса не включается или насос не обеспечивает расчетного давления, то через 10 с включается электродвигатель резервного пожарного насоса. Импульс на включение резервного насоса подается от сигнализатора давления, установленного на напорном трубопроводе рабочего насоса.

После ликвидации очага пожара прекращение подачи воды в систему производится вручную, для чего отключаются пожарные насосы и закрывается задвижка перед узлом управления.

Принцип работы спринклерной установки

При возникновении загорания в помещении, защищаемом спринклерной секцией, и повышении температуры воздуха более 68 0С разрушается тепловой замок (стеклянная колба) спринклерного оросителя. Вода, находящаяся в распределительных трубопроводах под давлением, выталкивает клапан, перекрывающий выходное отверстие спринклера, и он вскрывается. Вода из спринклерного оросителя поступает в помещение; давление в сети падает. При падении давлении на 0,1 МПа срабатывают сигнализаторы давления, установленные на напорном трубопроводе, подается импульс на включение рабочего насоса.

Насос забирает воду из городской водопроводной сети или существующих емкостей, минуя водомерный узел, и подает ее в систему трубопроводов установки пожаротушения. Сигнализаторы потока жидкости при возникновении пожара на одном из этажей дублируют сигналы о срабатывании установки водяного пожаротушения (тем самым идентифицируя место загорания).

Одновременно с автоматическим включением установки пожаротушения в помещение пожарного поста с круглосуточным пребыванием оперативного персонала передаются сигналы о пожаре, включении насосов и начале работы установки в соответствующем направлении. При этом световая сигнализация сопровождается звуковой.

Проектирование установки водяного пожаротушения. Гидравлический расчет

Гидравлический расчет выполняют на самый удаленный и высокорасположенный («диктующий») ороситель из условия срабатывания всех оросителей, наиболее удаленных от водопитателя и смонтированных на расчетной площади.

Сначала следует рассчитать количество оросителей, защищающих расчетную площадь, с учетом максимальных расстояний между оросителями и от оросителей до стены.

Намечаем трассировку трубопроводной сети и план размещения оросителей и выделяем диктующую защищаемую орошаемую площадь на гидравлической план-схеме АУП, на которой расположен диктующий ороситель и проводим гидравлический расчет АУП (аксонометрическая схема наиболее удаленного участка прилагается).

Выбор оборудования

Характеристики существующих насосов пожаротушения на объекте в г. Бровары

Группа насосов водяного пожаротушения (3 шт):

Группа насосов пенного пожаротушения (3 шт):

Для обеспечения необходимым напором и расходом спринклерных установок пожаротушения необходимо организовать работу насосов в следующем порядке

Основная группа насосов

Последовательно соединить 1 насос пенного пожаротушенияи 1 насос водяного пожаротушения со следующими показателями

H - 82 м Q - 209 м. куб/час

Резервная группа насосов

Последовательно соединить 1 насос пенного пожаротушенияи 1 насос водяного пожаротушения со следующими показателями

H - 82 м Q - 209 м. куб/час

4. Результаты

По результатам гидравлического расчета доказано, что рассчитанная система пожаротушения обеспечивает такой самый уровень защиты, как и предусмотрено стандартом ДСТУ Б EN 12845:2011.

Оборудование для установок выбрано, исходя из предоставленных исходных данных которые полностью задокументированы.

Удельное сопротивление и удельная гидравлическая характеристика трубопроводов для труб (из углеродистых материалов) различного диаметра приведены в таблице 1

Таблица 1

Труби	Диаметр условного проходу, мм	Диаметр наружный, мм	Толщина стенки, мм	Значение к1
Стальные электросварные (ГОСТ 10704)	32	40	2,2	13,97
	40	45	2,2	28,70
	50	57	2,5	110,0
	50	57	3,0	99,50
	65	76	2,8	572,0
	65	76	3,0	554,6
	150	159	4,0	34880,0



Список используемой литературы

1 ДСТУ Б EN 12845:2011 Стаціонарні системи пожежогасіння. Автоматичні спринклерні системи. Проектування, монтування та технічне обслуговування

2. ДБН В.2.5-56:2014 Системи протипожежного захисту.

3. ДБН В.2.5-64:2012 Внутрішній водопровід та каналізація. Частина І. Проектування. Частина ІІ. Будівництво



Аннотация

В данном расчете выполнена аксонометрическая схема системы водяного автоматического пожаротушения с указанием на ней размеров и диаметров участков труб, мест расположения оросителей и необходимого оборудования, которая является неотъемлемой частью данного расчета.

Провести гидравлический расчет для выбранных диаметров трубопроводов. Определить расчетный расход установки автоматического водяного пожаротушения.

Выполнить расчет напора, который должна обеспечить насосная станция и подобрать оборудование для насосной станции.

Размещено на Allbest.ru

...