Принципи розрахунку установок водяного і пінного пожежогасіння
В рамках курсу статей "Основи побудови автоматичних установок пожежогасіння" .
Леонід Танклевський, доктор технічних наук
Станіслав Жаров, кандидат технічних наук,
Олександр Анашечкін
Гідравлічний розрахунок - невід'ємна частина будь-якого проекту автоматичної установки водяного і пінного пожежогасіння, дренчерних завіс, зрошення технологічного обладнання та внутрішнього протипожежного водопровода.По результатами виробляються вибір зрошувачів, підбір діаметрів труб, визначення продуктивності та напору насосів, обсягу резервуара, що забезпечують необхідну інтенсивність зрошення протягом необхідного часу. Вихідними даними для розрахунку є параметри живлячої і розподільного трубопроводу та характеристики вододжерела (в містах можливість споживання води з водопроводу підтверджується, наприклад, технічних умов, виданих відповідними підрозділами «Водоканалу»).
Перший спосіб найбільш поширений в Росії і заснований на рекомендованої НПБ 88-2001 * «Установки пожежогасіння і сигналізації. Норми і правила проектування »методикою розрахунку установок пожежогасіння водою, піною низької і середньої кратності. Найбільш повно даний спосіб описаний в навчальному посібнику В.Ф. Ходакова «Пристрій і розрахунок спринклерних і дренчерних установок» (М., 1964) і навчально-методичному посібнику «Проектування водяних і пінних автоматичних установок пожежогасіння» (під заг. Ред. Н.П. Копилова. М .: ВНІЇПО МНС України, 2002 ). Розрахунки виконуються, як правило, вручну і являють собою досить трудомістку задачу.
Перевагами даного способу є простота і наочність, проте цей спосіб малопріменім для розрахунку складних закільцьованих багаторівневих зрошувальних мереж з декількома ступенями невизначеності. В силу трудомісткості оптимізації елементів мережі при такому підході практично ніколи не відбувається.
Другий спосіб - виконання розрахунків за допомогою комп'ютерних програм, розроблених вітчизняними організаціями, що спеціалізуються на виконанні робіт у галузі пожежної безпеки, наприклад: САПР ГР (гідравлічних розрахунків) ЗАТ «Спецавтоматика» та програмний продукт ТАКТ-Вода 1.0 проектно-монтажної фірми «Такт», що працюють в середовищі AutoCAD. В основі цих програм лежить та ж методика, що і в першому випадку. Однак за рахунок автоматизації розрахунків з'являється можливість швидкої спільної оптимізації зрошувальної мережі і насосної станції пожежогасіння з точки зору витрат і напору. Деякі з вітчизняних програм дозволяють отримати зведену
специфікацію труб.
Третій спосіб - використання найбільш поширених у світовій практиці інтегрованої програмної продукції. В основу таких розрахунків покладено методики, наведені в стандарті NFPA-13 Standart for the installation of sprinkler systems американських асоціацій протипожежного захисту. Ця методика дозволяє отримувати більш точні результати і враховує гідравлічні втрати
в з'єднаннях, трійниках, фланцевих і муфтових переходах.
До таких програмних продуктів належить The Hydraulics Calculator Version 41.02.37 (HydraCADHydraCALCHydraLIST) або найостанніша програма цієї організації - SprinkCAD 3D, куди входять SprinkCALC, SprinkSLIC, SprinkBASE і SprinkFDT.
SprinkCAD 3D - найкращий програмний продукт для розрахунку установок водяного пожежогасіння на сьогоднішній день. SprinkCAD 3D ефективно працює в середовищі AutoCAD 2000, AutoCAD 2002 або IntelliCAD.
До недавнього часу створювати тривимірні об'єкти в середовищі AutoCAD було утомливо і важко. SprinkCAD 3D є тривимірною системою. Інструментальні засоби SprinkCAD 3D автоматизують отримання тривимірної аксонометрии, що дозволяє розробникам установок водяного пожежогасіння компонувати тривимірні системи з відносною легкістю.
Пакет SprinkCALC дозволяє в автоматичному режимі проводити гідравлічні розрахунки систем пожежогасіння різної конфігурації. На рис. 1 представлений один з варіантів розведення трубопроводів для розрахунку. Результати розрахунку роздруковуються і зводяться в підсумкову відомість, вид якої наведено на рис.2.
Мал. 1. Схема для розрахунку
Мал. 2. Підсумкова відомість гідравлічного розрахунку
Програма SprinkSLIC здатна розрахуватися повної специфікації і скласти кошториси на обладнання та монтажні роботи, що дозволяє виробляти всебічну оптимізацію системи.
Програма SprinkFDT дозволяє визначать час виходу води з диктує зрошувача повітряної системи пожежогасіння.
SprinkBASE - пакет, що дозволяє враховувати особливості національних стандартів, що містять вимоги до водяних систем пожежогасіння, в тому числі НПБ 88-2001 *.
Основними достоїнствами таких інтегрованих комплексів є можливість повністю автоматичного розміщення всіх елементів зрошувальної мережі на планах і розрізах з урахуванням балок, світильників, повітропроводів та інших перешкод, з урахуванням вимог будь-яких заздалегідь заданих норм, здатність не тільки виконати гідравлічні розрахунки будь-якого ступеня точності, але і наочно уявити реальні витрати в зрошувальній мережі при будь-якому заданому кількості зрошувачів, пожежних кранів і так далі в аксонометрии і напори в будь-яких точках. Програма виконує розрахунок часу, за який вода досягне найбільш віддаленого зрошувача в повітряних системах. Можна виконувати розрахунки мереж будь-якого ступеня складності і невизначеності. На відміну від перших двох способів, враховуються всі елементи трубної розводки (трійники, відводи, переходи та ін.) І запірна арматура (засувки, крани, клапани), що значно впливає на результати. Крім того, програма враховує можливе падіння напору в трубопроводі, що підводить при зростанні витрат. Слід також врахувати, що для проектної організації, що працює з закордонним замовником, важливо знати, в якій формі повинні бать представлені матеріали для розгляду фахівцями відповідних страхових фірм.
До відносних недоліків такого способу гідравлічних розрахунків можна віднести високу вартість подібних продуктів, деяку складність в їх освоєнні, необхідність адаптації до вітчизняних одиницях виміру і створення власних баз даних по обладнанню та матеріалам. Хоча останні три недоліки при деякому досвіді неважко подолати.
Як правило, тільки такі програми схвалені провідними страховими компаніями світу, що займаються пожежними ризиками: FM (Factory Mutual Research Corporation, США), UL (Underwrites Laboratory Incorporated, США), VdS (Verband der Sachversicherer, Німеччина) та ін.
Виконаний і оформлений відповідно до NFPA-13 гідравлічний розрахунок дозволяє гарантувати забезпечення необхідної інтенсивності зрошення в будь-якій точці поверхні, що захищається і, що не менш важливо, легко і наочно перевірити всі розрахунки.