где Р ( Н) - потери давления в узле, МПа (м вод. ст.); i - гидравлический уклон, МПа/м (м вод. ст./м); l - длина тру бопровода, м; т - число стояков (или опусков) в узле; f - коэффициент, учитывающий характер водоразбора в систе ме и принимаемый для систем хозяйственно-противопо жарного водопровода 0,3; значение коэффициента К анало гично формуле (7.8).
Рис. 7.6. Расчетная схема давления водоисточника ВПВ:
1 - пожарный насос; 2 - водомерный узел;
3 - диктующий пожарный кран
Потери давления по длине трубопровода зависят от длины, диаметра и шероховатости внутренней полости тру бопровода. Как показывает опыт эксплуатации, характер изменения шероховатости труб зависит от состава воды, растворенного в ней воздуха, режима эксплуатации, срока службы и т. п.
Значения удельного сопротивления и удельная гид равлическая характеристика трубопроводов для труб раз личного диаметра приведены в табл. 7.2 и 7.3.
Т а б л и ц а 7 . 2
Удельное сопротивление при различной степени шероховатости труб
|
Диаметр, мм |
|
|
Удельное сопротивление А, с2/л2, |
|
|
|
|
при шероховатости труб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
условный |
|
расчетный |
|
наибольшей |
|
средней |
наименьшей |
|
|
20 |
|
20,25 |
|
1,643 |
1,15 |
|
0,98 |
|
|
25 |
|
26 |
|
0,4367 |
0,306 |
|
0,261 |
|
|
32 |
|
34,75 |
|
0,09386 |
0,0656 |
|
0,059 |
|
|
40 |
|
40 |
|
0,04453 |
0,0312 |
|
0,0277 |
|
|
50 |
|
52 |
|
0,01108 |
0,0078 |
|
0,00698 |
|
|
70 |
|
67 |
|
0,002893 |
0,00202 |
|
0,00187 |
|
|
80 |
|
79,5 |
|
0,001168 |
0,00082 |
|
0,000755 |
|
|
100 |
|
105 |
|
0,0002674 |
0,000187 |
|
— |
|
|
125 |
|
130 |
|
0,00008623 |
0,0000605 |
|
— |
|
|
150 |
|
155 |
|
0,00003395 |
0,0000238 |
|
|
|
|
П р и м е ч а н и е (авт.). Для определения потерь давления |
|
|
|
ΔР необходи |
|
мо численное значение А умножить на число: |
|
|
|
|
|
|
- 10° - размерность Р, м вод. ст.; |
|
|
|
|
|
|
- 10-2 - размерность ΔР, МПа. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 7.3 |
|
Удельная гидравлическая характеристика трубопроводов |
|
|
|
|
Диаметр |
|
Диаметр |
|
Толщина |
|
Удельная |
|
|
|
|
|
условного |
|
|
|
характеристика |
|
|
Трубы |
|
|
наружный, |
|
стенки, |
|
|
|
|
прохода, |
|
|
|
трубопровода |
|
|
|
|
|
мм |
|
мм |
|
мм |
|
Кт, л2/c2 |
|
|
Стальные |
|
15 |
|
|
18 |
|
2,0 |
|
0,0755 |
|
|
электросварные |
|
20 |
|
|
25 |
|
2,0 |
|
0,75 |
|
|
(ГОСТ 10704) |
|
25 |
|
|
32 |
|
2,2 |
|
3,44 |
|
|
|
|
|
32 |
|
|
40 |
|
2,2 |
|
13,97 |
|
|
|
|
|
40 |
|
|
45 |
|
2,2 |
|
28,7 |
|
|
|
|
|
50 |
|
|
57 |
|
2,5 |
|
110 |
|
|
|
|
|
65 |
|
|
76 |
|
2,8 |
|
572 |
|
|
|
|
|
80 |
|
|
89 |
|
2,8 |
|
1429 |
|
|
|
|
|
100 |
|
|
108 |
|
2,8 |
|
4322 |
|
|
|
|
|
100 |
|
|
108 |
|
3,0 |
|
4231 |
|
|
|
|
|
100 |
|
|
114 |
|
2,8 |
|
5872 |
|
О к о н ч а н и е т а б л . 7 . 3
|
Диаметр |
Диаметр |
|
Толщина |
Удельная |
Трубы |
условного |
|
характеристика |
наружный, |
|
стенки, |
прохода, |
|
трубопровода |
|
мм |
|
мм |
|
мм |
|
|
Кт, л2/с2 |
|
|
|
|
|
Стальные |
100 |
|
114* |
|
3,0* |
5757 |
электросварные |
125 |
|
133 |
|
3,2 |
13 530 |
(ГОСТ 10704) |
125 |
|
133* |
|
3,5* |
13 190 |
|
125 |
|
140 |
|
3,2 |
18 070 |
|
150 |
|
152 |
|
3,2 |
28 690 |
|
150 |
|
159 |
|
3,2 |
36 920 |
|
150 |
|
159* |
|
4,0* |
34 880 |
|
200 |
|
219* |
|
4,0* |
209 900 |
|
250 |
|
273* |
|
4,0* |
711 300 |
|
300 |
|
325* |
|
4,0* |
1 856 000 |
|
350 |
|
377* |
|
5,0* |
4 062 000 |
Стальные водога- |
15 |
|
21,3 |
|
2,5 |
0,18 |
зопроводные |
20 |
|
26,8 |
|
2,5 |
0,926 |
(ГОСТ 3262) |
25 |
|
33,5 |
|
2,8 |
3,65 |
|
32 |
|
42,3 |
|
2,8 |
16,5 |
|
40 |
|
48 |
|
3,0 |
34,5 |
|
50 |
|
60 |
|
3,0 |
135 |
|
65 |
|
75,5 |
|
3,2 |
517 |
|
80 |
|
88,5 |
|
3,5 |
1262 |
|
90 |
|
101 |
|
3,5 |
2725 |
|
100 |
|
114 |
|
4,0 |
5205 |
|
125 |
|
140 |
|
4,0 |
16 940 |
|
150 |
|
165 |
|
4,0 |
43 000 |
П р и м е ч а н и е . Трубы с параметрами, отмеченными знаком «*», |
применяются в сетях наружного водоснабжения. |
|
|
П р и м е ч а н и е |
(авт.). Для определения потерь давления Р необ |
ходимо численное значение КТ умножить на число: |
|
- 100 - размерность |
Р, м вод. ст.; |
|
|
- 102 - размерность |
Р, МПа. |
|
|
При проектировании трубопроводных сетей необхо димо исходить из тех соображений, что ВПВ эксплуатиру ется, как правило, довольно длительное время без замены трубопроводов. Поэтому, если ориентироваться на удельное гидравлическое сопротивление новых труб, через опреде ленное время их шероховатость может увеличиться, вслед-
ствие чего распределительная сеть уже не будет соответство вать расчетным параметрам по расходу и давлению.
Практика эксплуатации ВПВ на действующих объектах со значительным сроком службы трубопроводов показывает, что трубы в большинстве случаев имеют среднюю шерохо ватость. Наибольшую шероховатость трубопроводы ВПВ приобретают через 20-30 лет эксплуатации.
При обеспечении необходимых условий, описанных в разд. 3.10.3, во всех видах ВПВ (специальном или совме щенном) можно использовать пластмассовые трубы.
Преимущество пластмассовых труб перед металличе скими - более низкий коэффициент гидравлического сопро тивления.
Гидравлические потери в пластмассовых трубах Аква терм Firestop приведены в табл. 7.4. Сравнительные гидрав лические потери в стальных и пластмассовых трубах показа ны на рис. 7.7.
В пределах рассматриваемых диаметров труб гидрав лические потери в металлических трубах более чем в 2 раза больше, чем в пластмассовых.
Гидростатическое давление в системе раздельного внутреннего противопожарного водопровода на отметке наиболее низкорасположенного пожарного крана должно быть не более 0,9 МПа; ВПВ, совмещенного с АУП, - не бо лее 1 МПа, а ВПВ, совмещенного с хозяйственно-питьевым водопроводом, - не более 0,45 МПа. При расчетном давле нии в сети противопожарного водопровода, превышающем 0,45 МПа, необходимо предусматривать устройство раздель ной сети противопожарного водопровода. Для высотных зданий давление на отметке наиболее низкорасположенного пожарного крана может превышать 1 МПа. Однако давление на открытом пожарном кране любого вида ВПВ (специаль ный или совмещенный) не должно превышать 0,4 МПа.
Рис. 7.7. Гидравлические потери в стальных и пластмассовых трубах
Требуемое давление для тушения пожара определяет ся по наиболее удаленному и высокорасположенному кра ну. Пожарные краны, расположенные на нижних этажах, будут находиться под большим давлением, поэтому и рас ходы воды из них будут больше, чем из верхних кранов. Следовательно, требуемый напор для насосов и высота ус тановки водонапорных баков должны определяться по кра нам, расположенным в верхних этажах, а подача насосов и объем - по кранам, расположенным на нижних этажах зда ния. Это приводит к увеличению вместимости бака и, сле довательно, к увеличению строительных затрат, а также требует установки насосов с большой подачей, что связано с увеличением эксплуатационных затрат.
Для того чтобы исключить указанные недостатки и в случае, если давление водопровода превышает 0,4 МПа, у нижних пожарных кранов устанавливают диафрагмы.
7.9. Выбор диафрагм
Диафрагма представляет собой шайбу с определенным диаметром отверстия. Диафрагмы увеличивают сопротив ление пожарного крана, вследствие чего расход воды через него уменьшается. Диаметр диафрагм подбирается таким образом, чтобы все пожарные краны обеспечивали расход воды, близкий к расчетному значению независимо от высо ты здания.
Диаметр отверстия диафрагмы в зависимости от проход ного диаметра клапана пожарного крана, давления и расхода определяется расчетным методом или по номограмме.
Диаметр диафрагмы d определяется следующим образом:
где D - проходной диаметр клапана пожарного крана; F, FПК - площадь проходного отверстия соответственно диа фрагмы и клапана пожарного крана; Qн QB - расход соот ветственно через диафрагму и клапан пожарного крана; АР - разница давлений расположения наинизшего и наивысшего клапанов пожарных кранов; Рн, Рв, - давление соответст венно наинизшего и наивысшего клапанов пожарных кра нов; ε - коэффициент сопротивления диафрагмы; V - ско рость водяного потока через клапан.
Взаимосвязь между коэффициентом сопротивления диафрагмы и соотношением площади проходного отверстия диафрагмы и клапана пожарного крана приведена в табл. 7.5.
Т а б л и ц а 7 . 5
Взаимосвязь между коэффициентом сопротивления диафрагмы
исоотношением площади проходного отверстия диафрагмы
иклапана пожарного крана
Показатель |
|
|
|
Значение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент |
226,0 |
43,8 |
17,5 |
|
7,8 |
|
3,75 |
1,8 |
0,8 |
сопротивления |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
диафрагмы ε |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Соотношение |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
|
0,4 |
|
0,5 |
0,6 |
0,7 |
F/FП К |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для определения диаметра дисковой диафрагмы по номо грамме (рис. 7.8) на левой линейке (Р) отмечают точку, со ответствующую максимальному значению давления на кла пане пожарного крана, а на правой линейке (q) отмечают точку, соответствующую требуемому или расчетному рас ходу. Через эти точки проводится прямая. Точка пересече ния этой прямой со средней линейкой (Ø 50 - Ø 70) и будет
