Расчет объема воды на пожаротушение на гпз. Методика проведения пожарно-тактических расчетов. Методика расчета подачи воды к месту тушения пожара с помощью гидроэлеваторных систем

Объем пожарного запаса воды (W пр) определяем из условия хранения воды необходимого на:

Пенотушение в течение 15 минут (0,4 часа) (п.3 приложение 3 СНиП 2.11.03-93)

W 1 = 0,4 х 18,8 х 3,6 = 27,072 м 3

Орошения водой (охлаждения) в течение 6 часов (п.8.16 СНиП 2.11.03-93)

W 2 = 6 х (38,13 + 21,46) х 3,6 = 1287,144 м 3

Забора воды из гидрантов в течение 3 часов (п.2.24 СНиП 2.04.02-84*).

W 3 = 3 х 0,25х(38,13 + 21,46 + 18,8) х 3,6 = 211,653 м 3

W пр = W 1 + W 2 + W 3 = 27,072 + 1287,144 + 211,653 = 1525,869 ≈ 1526 м 3 .

Принимаем к установке два резервуара РВС-1000, объемом 1000 м 3 каждый. Обогрев резервуаров осуществляется теплофикационной водой. Температура воды в резервуарах поддерживается плюс 10 град.С.

Нормативное время восстановления пожарного объема в резервуарах принимается 24 часа (п.2.25 СНиП 2.04.02-84*) и осуществляется по проектируемому кольцевому хозяйственно-питьевому водопроводу из расчета подачи не менее

1526 / 24 = 63,58 м 3 /час = 17,66 л/с (по 8,67 л/с в каждый резервуар).

Пропускная способность трубопровода, с учетом снижения потребления воды на хозяйственно-питьевые нужды предприятия до 70 % (примечание 2 п.2.25 СНиП 2.04.02-84*), составит:

63,58 + 0,7 х 2,285 = 65,18 м 3 /ч = 18,01 л/сек

2.4 Подбор пожарных насосов

Насос для подачи воды из резервуаров в кольцевой противопожарный водопровод подбираем по данным:

Производительность насоса Q = 99,7 л/с ≈ 360 м 3 /ч;

Напор перед лафетными стволами и пеногенераторами – номинальное 60 м (рабочее 40-80 м);

Диаметр всасывающих линий – 400 мм

Диаметр напорных линий – 250 мм

Длина трубопровода от НС до наиболее удаленного потребителя – 0,8 км;

(по кольцу, при возможном отключении одного участка на ремонт – 1,1 км)

Н = 60 + 1,2 х L х 1000i = 60 + 1,2 х 0,8 х 19,9 = 79,1 ≈80 м;

Н = 60 + 1,2 х L х 1000i = 60 + 1,2 х 1,1 х 19,9 ≈ 86 м .

Принимаем к установке три насосных агрегата (2 рабочих; 1 резервный) марки 1Д200-90 (D K = 270 мм) с электродвигателем 5АМ250М2У3, мощностью 90 кВт. Рабочий интервал насоса по производительности от 140 до 250 м 3 /ч. Необходимый нам максимальный расход 360 м 3 /ч обеспечат два насоса при параллельной работе с напором 92 м. вод. ст.

2.5 Подбор циркуляционных насосов

С целью недопущения замерзания воды в кольцевом трубопроводе обеспечивается её циркуляция с возвращением в резервуары с температурой не ниже плюс 5 град С.

Производительность насосов и толщину теплоизоляции трубопроводов надземного кольцевого противопожарного водопровода принимаем методом подбора из условия недопущения образования ледяной корки в трубе и из расчета недопущения снижения температуры воды в трубопроводе ниже плюс 5 град.С по методике изложенной в СН 510-78.

Определим температуру воды в начале напорного водовода, если образование ледяной корки в трубе не допускается. Радиус стальной трубы водовода r = 0,125 м. Длина кольцевого водовода l = 1600 м. Расход воды G =10000 кг/ч. Теплоизоляция трубы – скорлупы из пенополиуретана ППУ толщиной d и = 0,06 м; коэффициент теплопроводности ППУ l и = 0,028 Вт/(м×°С). Минимальная среднесуточная температура воздуха t в = - 57° С. Скорость ветра v = 7,7 м/с. Скорость воды в трубопроводе Ду 250 мм при заданном расходе v в = 0,057 м/с.

При заданной температуре воды в конце расчетного участка трубопровода t к = 5 град.С и толщине теплоизоляции d и, температура воды в начале расчетного участка t н должна быть не менее

t н = (t к ‑ t в)e j з + t в ,

где t в - минимальная среднесуточная температура наружного воздуха, °С;

е - экспонент (показательная функция)

a в - коэффициент теплоотдачи от воды к внутренним стенкам трубы, Вт/м 2 ×°С), определяемый по формуле

a н - коэффициент теплоотдачи от поверхности трубопровода и наружному воздуху, Bт/(м 2 ×°C), определяемый в зависимости от наружного радиуса (с изоляцией) и скорости ветра

v - скорость ветра, м/с.

По вышеприведенным формулам определяем значения

а в = 1415 х 0,057 0,8 / (2х0,125) 0,2 = 188,74 Вт/(м×°С)

R в = 1 / (2х2,14х188,74 х 0,125) = 0,006746 м×°С/Вт

а н = 37 х 7,7 0,8 / 0,2 = 231,076 Вт/(м 2 ×°С)

R н = 1 /2х3,14 (0,125 +0,1)х 231,076 + 1 /2х3,14х0,028 х ln[(0,125 + 0,06)/ 0,125] = 2,232 м×°С/Вт

φ 3 = 1600 / 1,16х10000х (0,06746 + 2,232) = 0,0616

t н = (5-(-57)) е 0,07 + (-57) = 8,94 ° С

Таким образом начальной температуры в 10 град. С достаточно чтобы при циркуляционном расходе 10 м 3 /час и толщине изоляции из ППУ 60 мм температура в конце кольцевого трубопровода понизилась не ниже + 5 град.С.

Принимем к установке насосы марки Иртыш-ЦМЛ 50/130-1,5/2 производительностью 10 м 3 /час, напором 21 м, в количестве 3 шт (1 рабочий, 2 резервных), согласно п 7.3 СН 510-78.

3 Эксплуатационный раздел

3.1 Описание схемы пожаротушения

Вода является наиболее эффективным средством в борьбе с пожарами. Поэтому установка - это экономически выгодное мероприятие, направленное на предотвращение или локализацию возгорания.

Виды пожарных емкостей

Пожарный резервуар – это емкость, заполненная водой, сконструированная с учетом установленных пожарных норм и требований. При проектировании резервуара учитываются особенности защищаемого объекта и климатические особенности местности. Исходя из этого, различают 3 вида пожарных емкостей:

подземные;
надземные;
полуподземные.

Для изготовления пожарных резервуаров может использоваться кирпич, сталь, камень, железобетон или листовой строительный материал.

Составляющие части пожарного резервуара

Каждая пожарная емкость должна быть оснащена такими элементами:

системы вентиляций;
трубопроводы для поступления и отведения жидкости;
переливные устройства;
люки для проведения ремонтных работ;
сливы;
лестницы или скобы;
указатели уровня жидкости.

Важно позаботиться о сохранности и целостности водоема, продумав средства защиты от механического воздействия и других внешних факторов. Для этого используется гидро- и теплоизоляционные материалы. Емкость, выполненная из металла, обязательно должна быть заземлена.

Обязательное средство в обустройстве пожарного водоема (независимо от того, искусственный он или естественный) – обеспечение свободного подъезда для транспорта.

Расчет емкости пожарных водоемов

Наполнение и поддержание определенного объема воды в резервуаре особенно важно, если невозможно потушить пламя, используя прямой источник водоснабжения.

Пожарный водоем должен содержать необходимый объем жидкости, чтобы обеспечить:

специальные системы пожаротушения – дренчерные, спринклерные и т.д.
удовлетворение бытовых и производственных потребностей во время борьбы с огнем;
тушение пламени посредством наружных гидрантов или внутренних кранов.

Для определения точного количества необходимого запаса воды в резервуаре, нужно учитывать такие факторы:

скорость подачи воды из водоема;
время, в течение которого обеспечивается тушение пламени;
среднее количество случаев пожара в отдельно взятый период;
скорость наполнения резервуара.

При расчете емкости пожарного водоема и среднего расхода воды учитывается трехкратное время тушения пожара посредством наибольшего резервуара, а также охлаждение остальных емкостей.

Исходя из полученных данных можно определить количество и объем пожарных резервуаров на площадке.

Пожарный резервуар – это обязательное требование к любым промышленным объектам. Без него крайне сложно пройти проверку со стороны контролирующих органов. Но чтобы избежать проблем, резервуар должен соответствовать ряду требований, обеспечивать необходимую скорость заполнения водой, ее подачи к шлангам и пр. Поэтому очень важно правильно подобрать тип резервуара и рассчитать его основные параметры

Пожарный резервуар – это герметичная металлическая емкость для накопления, хранения и выдачи технической воды. Такие емкости состоят из нескольких конструктивных элементов:

корпус;
горловина;
опоры.

Также резервуары обычно оборудуют гидро- и теплоизоляцией и различной регулирующей и запорной арматурой. Согласно СНиП также необходимы устройства для контроля уровня воды, давления и пр.

По типу исполнения пожарные резервуары бывают:

горизонтальными и вертикальными;

подземными и надземными.

Выбор того или иного типа емкости, зависит от особенностей объекта, наличия свободной площади на территории предприятия и пр.

Расчет пожарного резервуара

Расчет объема пожарного резервуара производят на основании объема воды необходимого для тушения пожара. В среднем для производственных зданий с категорий В, Г и Д объем рассчитывают исходя из усредненных значений, минимальный расход составляет 10 л/с.

Но точный расчет осуществляется на основании большого количества факторов, по таблицам, приведенным в СНиП 2-04-02-84. В частности учитываются такие факторы:

класс огнестойкости здания (по СНиП 2.01.02-85);
категория помещений по уровню пожарной опасности;
этажность и площадь (объем в м³) здания;
потенциальное количество одновременных пожаров.

Точными расчетами пожарных резервуаров должны заниматься специалисты, имеющие необходимые лицензии и допуски на проектирование подобных конструкций. Это поможет без проблем согласовать проект с территориальными органами Государственного пожарного надзора и получить разрешение на ввод его в эксплуатацию.

Монтаж пожарного резервуара

Проектно-монтажная группа ОЛАНД специализируется на производстве металлоконструкций с 2007 года. Мы являемся предприятием полного цикла, которое располагает всеми необходимыми кадровыми и техническими ресурсами для производства емкостей любого объема. Одним из наших приоритетов является создание максимально удобных для клиентов условий сотрудничества. Поэтому мы предоставляем полный комплекс услуг:

проектирование;
производство;
доставка на объект и монтаж пожарных резервуаров ;
комплектация резервуара необходимым оборудованием;
авторский надзор и контроль качества;
техническое обслуживание.

Наша компания гарантирует высокое качество продукции и всех видов производимых работ, а также оперативное выполнение заказов.

Исходные данные для расчета;
Расчет встроенного змеевика;
Заключение;
Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ

Расчет встроенного змеевикового подогревателя для емкости хранения воды в вертикальном резервуаре вместимостью 500 м 3 выполнен согласно техническому заданию Заказчика для условий работы при минимальной температуре наружного воздуха –42°С и температуре воды в резервуаре от +5 до +20°С.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА.

Диаметр бака топлива – D = 9,17м

Высота бака – Н = 7,5м(без крыши),

Толщина стенки бака – δ б. = 4,0 м,

Материал стенки бака – углеродистая сталь,

Толщина слоя изоляции – δ из. . = 50 мм (минвата П100);

Коэффициент заполняемости – 0,92

Начальная температура воды – t в1 = 5,0°С

Конечная температура воды – t в2 = 20,0°С

Время нагревания воды – t = 7,5 ч.

Начальная температура греющей воды – t г1 = 95,0°С

Конечная температура греющей воды – t г2 = 70,0°С

Минимальная температура окружающей среды – t с = –42°С

Труба змеевика подогревателя – Ø 57х3,0 мм

РАСЧЕТ ВСТРОЕННОГО ЗМЕЕВИКА.

3.1. Физические константы сред.

Физические константы сред определялись по имеющимся источникам ,,,

Таблица I

Наименование	Обозначение	Размерность	Вода нагрев. (t = 82°С)	Вода резерв. (t = 5°С)	Воздух (tmin =
Плотность
Удельная теплоемкость		ккал/(кг°С)
Теплопроводность		ккал/(м.ч.°С)
Динамическая вязкость
Кинематическая вязкость
Число Прандтля
Коэффициент объемного расширения

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По результатам выполненного расчета в вертикальной емкости хранения холодной воды для пожаротушения объемом 500м 3 с внутренним диаметром 9170 мм, толщиной стенки 4 мм и высотой 7500 (без крыши), устанавливается встроенный змеевик из бесшовной трубы Ø 57х3 мм (ГОСТ 8732-78) общей длиной 170 м с наружной поверхностью ~ 30м 2 .

Гидравлическое сопротивление змеевика составляет 0,157 МПа (1,57 кгс/см 2).

Встроенный змеевик устанавливается в средней части на отметке 300 : 560 мм от уровня днища резервуара с выводом входного и выходного патрубков за корпус резервуара на расстоянии ~ 200 мм, к которым присоединяются запорные вентили.

Расчетная зимняя температура принята по заданию – (-42°С).

Теплоноситель – горячая вода с температурой 95 : 70°С.

Для снижения теплопотерь в окружающую среду по наружной стенке резервуара выполняется теплоизоляция из теплоизоляционных плит δ=50мм и оцинкованного листа толщиной 0,6 мм.

5. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.

С.С. Кутателадзе, В.М. Боришанский. Справочник по теплопередаче. Госэнергоиздат, -Л.,-М., 1959г.
К.Ф. Павлов и др. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Издательство «Химия», 1970г.
Вильям Х. Мак-Адамс. Теплопередача. Государственное научно-техническое издательство, -М., 1961г.
ГОСТ 305-82. Топливо дизельное. Технические условия. Издательство стандартов. –М.
В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел. Теплопередача. Энергоиздат, -М., 1981г.
И.Е. Идельчик. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. Госэнергоиздат, -Л.,-М., 1960г.
Справочник машиностроителя, Том 2, Машгиз, Москва, 1960г.

Исходя из опыта, статистики МЧС России, к сожалению, понятно, что как бы внимательно собственники зданий/сооружений, руководство компаний/организаций, государственных учреждений; а также арендаторы не относились к обеспечению безопасности на своих объектах, но исключить возможность возникновения пожара на 100 % просто невозможно.

Где и зачем нужны

Если же ЧП произошло, то, конечно, наличие АПС, , работоспособных, укомплектованных ПК в большинстве случаев поможет локализовать, а затем ликвидировать очаг пожара еще на ранних стадиях, не позволив ему распространиться в смежные помещения, вышележащие этажи; чему могут помешать только правильно установленные в строительных/технологических проемах противопожарные двери, люки, окна заводского изготовления, сертифицированные по требованиям ПБ.

Но, это не всегда удается по объективным причинам – в зависимости от горючей загрузки, опасности веществ/материалов, наличествующих в здании, обращающихся/транспортирующихся в аппаратах, установках технологического оборудования, хранящихся в складах сырья и товарной продукции, конкретной ситуации.

В таком случае от распространения огня по всей территории усадьбы жилого/загородного дома, промпредприятия, населенного пункта от небольшого дачного поселка до районного центра, города; да еще если по «закону подлости» в это время дует сильный ветер, что, по статистике, далеко не редкость в таких чрезвычайных, сложных ситуациях, может реально спасти только следующее:

, которые не позволят разлетающимся пылающим, искрящим головешкам, сильному тепловому воздействию от горящих зданий, строений, сооружений воспламенить соседние строения.
Местные подразделения МЧС, а также ведомственные, частные пожарные формирования, имеющие специальную технику для борьбы с огнем, члены ДПД предприятий, организаций, учреждений, где в наличии есть мотопомпы/станции пожаротушения.
Противопожарное наружное водоснабжение, которое единственное может обеспечить подачу того огромного количества, суммарного объема воды, практически каждый раз необходимого как для , так и для дальнейшей поливки всех мест его возникновения, развития, во избежание повторных возгораний.

Без такого водоснабжения справиться с огнем не под силу никаким противопожарным формированиям, пусть даже имеющим, в тех же мегаполисах, огромный штат специальной техники. Ведь объем возимой в ее емкостях воды не так уж велик, исчисляется всего лишь в минутах интенсивной работы при подаче стволов на тушение пожара; а время для заправки/пополнения запасов, установки дополнительных насосных станций для перекачки издалека, как правило, чрезвычайно критично в условиях распространяющегося, набирающего силу пожара.

В городах – это, конечно, наружные сети противопожарного водопровода, как правило, проложенного под землей для защиты от промерзания в зимний период, с установленными на его магистралях, боковых отводах, вплоть до дальних, окраинных, в том числе тупиковых линий; пожарных гидрантов – технических устройств, установленных в специальных колодцах для обслуживания, которые предназначены для подключения к ним пожарных автомашин, передвижных насосных станций.

В более мелких населенных пунктах – районных центрах в сельской, степной, таежной местности, поселках, деревнях, на территориях отдельно стоящих, размещенных вдали от городской черты производств, промышленных предприятий, различных объектов как гражданского, так оборонного назначения – это пирсы на реках, озерах, прудах, для установки специальной техники с насосами; искусственные водоемы – пожарные резервуары с неприкосновенным запасом, специально спроектированные, созданные для борьбы с огнем. Они бывают разных видов, типов как по конструкции, так и по материалам, способам возведения.

Важно! Несмотря на широко распространенное мнение, бытующее даже среди инженерно-технического персонала предприятий/организаций, бурение в безводных районах любых подземных скважин даже с гигантским постоянным дебитом воды ни в коем случае не заменит этим устройство пожарных водоемов/резервуаров. Против этого категорически возражают нормы/правила ПБ, установленные государством.

Причина проста и понятна – слишком ненадежным источником они являются. Подача воды из-под земли может снизиться до неприемлемых значений по расходу для целей пожаротушения или вообще прекратиться в любой момент; что вовсе не редкость при интенсивном, максимально технически возможном отборе на протяжении срока, необходимого для полной ликвидации пожара, его последствий.

А вот заполнить с их помощью и поддерживать необходимый запас воды в пожарных резервуарах – это правильное решение, грамотно обоснованное как с технической, так и с экономической точки зрения. Ведь, говоря простым языком, возить воду за тридевять земель – не самое умное решение в таких ситуациях.

Наземные и подземные

До сих пор в городах России можно встретить водонапорные башни, которые когда-то использовались, в том числе как пожарные резервуары для тушения очагов огня, заправки техники. Сегодня большей частью они если не снесены, то используются как сооружения общественного назначения, будучи реконструированными, переоборудованными под предприятия общественного питания, клубы, музеи.

Попадающие в этот список пожарные резервуары могут являться как частью общей инженерной системы водоснабжения защищаемого объекта, тогда они соединены трубопроводами с насосными станциями, а далее с внутренним водопроводом, установками АУПТ автоматического/ручного запуска; или служат основным или дополнительным источником для забора воды в случае возникновения ЧП передвижной спецтехникой подразделений МЧС России, ведомственных частей или ДПД.

Определение: согласно того же официального документа, пожарным резервуаром, обычно металлическим/железобетонным, считается инженерное емкостное сооружение. Его единственное назначение – хранение запаса воды для тушения.

Конкретные требования норм (п. 4.1. СП 8.13130.2009) звучат следующим образом – наружное водоснабжение для борьбы с пожарами обязательно должно иметься на территории всех поселений и предприятий/организаций.

При этом допустимо использовать его из искусственных источников – водоемов, резервуаров для следующих объектов защиты:

Поселений с числом жителей меньше 5 тыс. человек.
Расположенных за чертой поселений, отдельно стоящих зданий при отсутствии возможности устройства водопроводной сети, обеспечивающей расход для наружного тушения возможного пожара.
Любых зданий, когда расход не превышает 10 л/с.
Малоэтажных зданий, когда площадь не превышает допустимого пожарного отсека для них по нормам.

Расход воды, необходимый для защищаемых объектов, сильно разнится – от 5 л/с для сельских поселений, до 35 л/с, если высота зданий достигает 12 этажей, а площадь застройки превышает 50 тыс. кв. м.; что должно быть учтено сотрудниками проектных организаций при расчете суммарного объема пожарных резервуаров, который должен также:

Распределяться минимум в двух емкостях по 50% от общего объема в каждой.
Обеспечивать тушение для всех сельских поселений, отдельно расположенных зданий предприятий, в том числе складов пиломатериалов закрытого типа – не меньше 3 часов.

За исключением:

Зданий I, II СО, категорий Г, Д – 2 часа.
Складов, площадок хранения лесоматериалов открытого типа – 5 часов.

После окончания тушения, а, следовательно, значительного уменьшения запаса воды, вплоть до опорожнения пожарных резервуаров, нормами установлен максимальный восстановительный срок:

Для промпредприятий с категориями А, Б, В, а также населенных пунктов, если они на их территории – не больше 1 суток.
Категории Г, Д – 1,5 суток.
Для сельскохозяйственных предприятий, населенных пунктов – 3 суток.

Установлен следующий радиус обслуживания для пожарных резервуаров на территориях поселений, предприятий, а также расстояния (противопожарные разрывы) до зданий:

Если резервуары оборудованы пожарными помпами – от 100 до 150 м в зависимости от вида, назначения зданий.
Оборудованные насосами/станциями пожаротушения – до 200 м.
От I, II категории огнестойкости – не ближе 10 м.
От III–V – 30 м.

Насосные станции пожарных резервуаров допустимо размещать в обслуживаемых ими зданиях промпредприятия, отделяя противопожарными преградами с ПО REI 120, с отдельным выходом наружу.

При разработке рабочей документации следует руководствоваться принципом – доступностью для подразделений МЧС, членов ДПД в любое время суток, что должно обеспечиваться как планировкой размещения на территории, подъезда, так и конструктивным, техническим исполнением.

При проектировании пожарных надземных/подземных резервуаров используются следующие нормы и правила ПБ:

Основная информация по (в измененной редакции).
), регламентирующий создание сетей на территории.

Во всем нужен расчет. Пожарные резервуары слишком важны для безопасности людей, сохранения зданий, сооружения, оборудования, имущества, товароматериальных ценностей в них; чтобы ограничиться неглубоко закопанной на территории поселка или отдельно стоящего предприятия одной железнодорожной емкостью, бывшей в употреблении, и с гордым видом сообщить об этом в ходе проверки инспектору ГПН. Вряд ли его реакция обрадует администрацию поселения или руководство предприятия.