Противопожарное водоснабжение / Meshman - Vnutrenniy protivopozharniy vodoprovod 2010

Согласно СП 10.13130.2009 (п. 4.1.9) и СНиП 2.04.01-85* (п. 6.9) расположение водонапорных баков в здании должно обеспечивать получение в любое время суток компактной струи высотой не менее 4 м на верхнем этаже или этаже, расположенном непосредственно под баком, и не менее 6 м- на остальных этажах; при этом число струй следует прини­ мать: две производительностью 2,5 л/с каждая в течение 10 мин при общем расчетном числе струй две и более, одну - в остальных случаях.

Согласно СП 10.13130.2009 и СНиП 2.04.01-85* до­ пускается при гарантированном автоматическом включении пожарных насосов неприкосновенный противопожарный запас не предусматривать.

Литература

1. Кузнецова А.Е. Противопожарное водоснабжение многоэтажных зданий. - М.: Стройиздат, 1980. - 79 с.

199

3.7.4. Гидропневматические установки

Гидропневматические установки предназначены для под­ держания соответствующего избыточного давления в ВПВ и расхода воды или водного раствора в течение запланирован­ ного времени (как правило, это время выхода на рабочий ре­ жим пожарного насоса), хотя согласно СНиП 2.04.01-85* применять их для хранения противопожарного запаса воды не рекомендуется. Однако их использование оправдано в том случае, если по каким-либо причинам использовать водонапорные баки не представляется возможным. Впро­ чем, при гарантированном автоматическом включении по­ жарных насосов неприкосновенный противопожарный за­ пас допускается не предусматривать, а следовательно, и не использовать гидропневматические установки.

Гидропневматическая установка может быть выпол­ нена с использованием одного гидропневмобака или сово­ купности двух герметичных разнородных по назначению видов баков: пневмобаке (пневматическом) - находящимся под давлением воздуха, и гидропневмобаке (гидропневма­ тическом) - практически полностью заполненном водой.

Различают три варианта схем гидропневматической установки (рис. 3.7.4.1-3.7.4.3):

- гидропневматическая установка, обеспечивающая принцип переменного давления, с одним гидропневматиче­ ским (водовоздушным) баком, находящимся под расчетным рабочим пневматическим давлением и частично заполнен­ ным расчетным объемом воды (коэффициент заполнения водой α = 0,4÷0,6);

- гидропневматическая установка, обеспечивающая принцип переменного давления, реализованная на базе двух видов баков - пневматического (воздушного), находящегося под расчетным рабочим пневматическим давлением воздуха

200

и связанного через трубопровод с гидропневматическим (водяным) баком, находящимся под пневматическим давле­ нием из пневматического бака, и вместимостью, несколько превышающей расчетный объем воды (обобщенный коэф­ фициент заполнения водой по отношению к совокупной вместимости обоих видов баков α = 0,4÷0,6);

Рис. 3.7.4.1. Гидропневматическая установка, обеспечи­ вающая принцип переменного давления, с одним гидропнев­ матическим баком:

1 - визуальный уровнемер; 2 - подвод воды; 3, 9- поплавковые клапаны; 4 - гидропневматический бак; 5 - предохранительный клапан; 6-электрический уровнемер; 7- электроконтактный манометр; 8 - манометр; 10компрессор;

11 - пожарный насос

201

Рис. 3.7.4.2. Гидропневматическая установка, обеспечивающая принцип переменного давления, выполненная на базе двух видов баков:

1-11 - позиции аналогичны позициям, в экспликации к рис. 3.7.4.1; 12 - пневмобак; 13 - предохранительный клапан

Рис. 3.7.4.3. Гидропневматическая установка, обеспечивающая принцип постоянного давления, выполненная на базе двух видов баков:

1-13 - позиции аналогичны позициям, в экспликации к рис. 3.7.4.2; 14 - воздушный редукционный клапан

202

- гидропневматическая установка, обеспечивающая принцип постоянного давления, реализованная на базе двух видов баков - пневматического (воздушного), находящегося под требуемым давлением воздуха, значительно превы­ шающим расчетное рабочее значение, и связанного через трубопровод и газовый редуктор с гидропневматическим (водовоздушным) баком, вместимостью, несколько превы­ шающей расчетный объем воды (обобщенный коэффициент заполнения водой по отношению к совокупной вместимости обоих видов баков α = 0,4÷0,6).

Гидропневматическая установка, обеспечивающая прин­

цип переменного давления, с одним гидропневматическим

баком состоит:

-из гидропневмобака;

-насоса подкачки;

-компрессора;

-двух поплавковых клапанов;

-предохранительного клапана;

-визуального и дистанционного уровнемера;

-сигнализатора давления;

-двух манометров;

-запорной арматуры;

-спускного (сливного) трубопровода.

Гидропневматическая установка, обеспечивающая прин­

цип переменного давления, выполненная на базе двух видов

баков, кроме технических средств, присущих установке, реализованной на одном гидропневматическом баке, снаб­ жена дополнительно пневмобаком, оборудованным предо­ хранительным клапаном, сигнализатором давления и двумя манометрами.

Гидропневматическая установка, обеспечивающая прин­

цип постоянного давления, кроме технических средств, при-

203

сущих установке, обеспечивающей принцип переменного давления и выполненной на базе двух видов баков, снабже­ на дополнительно воздушным редуктором.

По соображениям обеспечения постоянства давления в гидропневматической установке, а следовательно и расхо­ да воды, предпочтительнее использовать гидропневматиче­ ские установки постоянного давления. Однако наряду с высоким давлением в гидробаке существенным недостат­ ком таких установок является наличие воздушного регуля­ тора давления. При длительной эксплуатации за счет паров воды, поступающих из гидропневматического бака, проис­ ходит коррозия внутренних элементов редуктора, что вы­ зывает его неисправность, которую в дежурном режиме об­ наружить невозможно. Видимо по этой причине согласно СНиП 2.04.01-85* гидропневматические установки следует проектировать с переменным давлением.

В зависимости от расчетных значений давления в на­ чале и конце истечения, необходимого объема воды и вме­ стимости имеющихся в наличии баков или емкостей в уста­ новке может использоваться любое количество гидропнев­ мобаков или пневмобаков, обеспечивающих суммарно за­ данный объем воды и сжатого воздуха.

Характеристикой степени заполнения водой гидро­ пневмобака является коэффициент заполнения а - отноше­ ние начального объема воды к вместимости бака (или отно­ шение начального объема воды, находящейся в совокупно­ сти во всех гидропневмобаках, к вместимости всех гидро­ пневмобаков и пневмобаков).

Коэффициент заполнения водой гидропневмобака гидро­ пневматической установки переменного давления, с одним гидропневматическим баком, и коэффициент заполнения водой совокупности гидропневмобаков гидропневматиче-

204

ской установки, реализованной на базе двух видов баков, составляет α = (0,4-0,6) от вместимости бака или от общей вместимости гидропневмобаков и пневмобаков. Вмести­ мость гидропневмобака (или совокупности гидропневмоба­ ков) обычно равна вместимости пневмобака (или совокуп­ ности пневмобаков).

Чем больше коэффициент заполнения, тем заметнее разница между давлением в начале и конце истечения воды из гидропневматической установки, а следовательно, выше неравномерность расхода воды в период подачи огнетуша­ щего вещества (ОТВ).

Гидропневмобаки и пневмо­ баки выполняются, как правило, цилиндрической формы с выпук­ лыми торцами. Они могут быть го­ ризонтального или вертикального расположения.

Гидропневматические баки могут быть снабжены эластичной мембраной или рубашкой, разде­ ляющей воздушную и водяную среды (рис. 3.7.4.4 [1]), или быть пустотелыми - без разделительных эластичных мембраны и рубашки. Преимущество гидропневмобаков с разделительной эластичной мем­ браной или рубашкой заключается в полном использовании объема воды в баке и отсутствии проник­

новения воздуха в трубопроводную сеть ВПВ, недостаток - конструктивная сложность.

205

Заполнение гидропневматического бака и пополнение воды в нем может осуществляться насосом подкачки, запи­ танным в хозяйственно-питьевой водопровод, или напрямую из хозяйственно-питьевого водопровода (если давление в сети хозяйственно-питьевого водопровода достаточно для под дер­ жания расчетного рабочего давления).

Обязательной частью гидропневматической установки любого типа является компрессор, который предназначен для поддержания давления в гидропневматической установ­ ке в диапазоне рабочих давлений. Спорадическая подача сжатого воздуха осуществляется при снижении давления в баке ниже расчетного значения. В качестве задатчика давле­ ния используются сигнализатор давления или электроконтактный манометр. Пополнение воздуха в баке может осуще­ ствляться и от производственной компрессорной станции. Кроме автоматического управления компрессором должен быть предусмотрен его ручной пуск (местный или дистан­ ционный).

Шаровые поплавковые клапаны (позиции 3 и 9 рис. 3.7.4.1- 3.7.4.3) предназначены для исключения:

-проникновения в воздушную трубопроводную систему компрессора воды при переполнении ею гидропневмобака;

-поступления воздуха в питающий трубопровод ВПВ при почти полном вытеснении воды из гидропневмобака.

Предохранительные клапаны (позиции 5 и 13 рис. 3.7.4.1- 3.7.4.3) служат для исключения превышения давления в гид­ ропневмобаке и пневмобаке. Предохранительный клапан осуществляет сброс давления воздуха, если оно превышает заданный уровень (как правило, более 0,1 МПа сверх мак­ симального расчетного рабочего давления).

Обратный клапан исключает проникновение воды и переполнение ею гидропневмобака при работе пожарных насосов.

206

Для контроля давления в каждом баке используется не менее двух манометров, а для поддержания давления в за­ данном диапазоне рабочих давлений - сигнализатор давле­ ния или электроконтактный манометр. На практике обычно, на каждом баке устанавливают два электроконтактных ма­ нометра либо один манометр и один электроконтактный манометр.

Для контроля уровня воды монтируются как визуаль­ ный, так и электрический уровнемер. На визуальном уров­ немере рисками помечают начальный уровень (расчетный), минимальный и максимальный уровни воды в гидропнев­ мобаке. На входе и выходе визуального уровнемера монти­ руются краники, которые открываются только на момент проверки уровня воды в баке.

Гидропневматические баки должны быть оборудованы спускным трубопроводом с задвижкой.

Вода из гидропневмобаков в водопроводную сеть ВПВ поступает через трубопроводы, на которых установле­ ны обратные клапаны и задвижки и, по возможности, сиг­ нализаторы потока жидкости.

Пневмобак оборудуется компрессором (в этом случае гидропневмобак компрессором уже не снабжается), предо­ хранительным клапаном, фильтром осушки воздуха (если температура окружающей среды может опускаться ниже 5 °С), комплектом запорных устройств, двумя электроконтактными манометрами.

Алгоритм работы гидропневматической установки за­ ключается в следующем.

В дежурном режиме гидропневмобак через хозяйст­ венно-питьевой водопровод заполняется определенным объе­ мом воды. Затем компрессором в бак накачивается требуе­ мое пневматическое давление.

207

Давление в гидросистеме ВПВ может контролировать­ ся сигнализатором давления и с помощью щита управления поддерживаться постоянным и равным предварительно ус­ тановленному значению.

В случае снижения давления в водопроводной сети ВПВ (в том числе и за счет утечки воды) срабатывает электроконтактный манометр, благодаря чему включается ком­ прессор и/или насос подкачки воды.

При включении ручного пожарного извещателя и от­ крытии любого пожарного крана подача воды на тушение пожара первоначально осуществляется под давлением воз­ духа от гидропневмобака. По мере израсходования воды, ее уровень в гидропневмобаке понижается. С уменьшением уровня воды в баке давление в нем падает до определенной отметки, после которой автоматически включается пожар­ ный насос. Если при выходе на расчетный режим пожарно­ го насоса, его давление превысит давление в гидропневма­ тическом баке, то благодаря обратному клапану подача во­ ды из гидропневмобака прекращается.

Если по каким-либо причинам произойдет сверхнормативная задержка пуска пожарного насоса, и уровень воды в гидропневмобаке снизится до критического значения, то шаровой поплавковый клапан перекроет выходное отвер­ стие гидропневмобака, тем самым исключая проникновение воздуха в систему трубопроводов ВПВ.

Автоматическое включение пожарного насоса может быть предусмотрено и при открытии пожарного крана. В этом случае сигнал на формирование команды для запус­ ка пожарного насоса должен поступить от сигнализатора потока жидкости или датчика поворота запорного органа клапана пожарного крана.

208