На насосной станции высокого давления в обычное время работают хозяйственные насосы; при пожаре включается пожарный насос, и т.к. напор, создаваемый пожарным насосом больше, чем напор хозяйственных насосов, то пожарный насос своим напором закрывает обратные клапаны на напорных трубопроводах хозяйственных насосов и они работают в холостую. Поэтому после включения пожарного насоса хозяйственные насосы выключают. При этом пожарный насос обеспечивает полный расход воды. Насосная станция низкого давления - станция, на которой устанавливаются одинаковые насосы, т.е. специальных пожарных насосов нет. Насосная станция низкого давления работает следующим образом: в обычное время работают основные (рабочие) хозяйственные насосы, а при пожаре для обеспечения дополнительного расхода включается дополнительный насос такого же типа, что и рабочие.
4. Классификация напорно-регулирующих емкостей. Резервуары чистой воды
Значительное повышение надежности систем водоснабжения обеспечивается за счет использования напорно-регулирующих емкостей и водонапорных башен или гидроколонн.
Емкости в системе водоснабжения в зависимости от назначения должны включать регулирующий, пожарный, аварийный и контактный объем воды.
Они могут быть классифицированы следующим образом:
По функциональному назначению: регулирующие, запасные и запасно-регулирующие.
По способу подачи воды из них в сеть:
напорные, обеспечивают напор, необходимый для непосредственной подачи воды в сеть (водонапорные башни, водонапорные резервуары, пневматические водонапорные установки);
безнапорные, из которых воду нужно забирать насосами.
Регулирующие емкости позволяют обеспечить равномерную работу насосных, т.к. отпадает необходимость в подаче максимальных расходов воды в часы наибольшего водопотребления, а также уменьшить диаметры труб, что снижает стоимость водопровода.
Запасные емкости повышают надежность систем водоснабжения. В них хранится запас воды на нужды очистных сооружений, пожарные, производственные и хозяйственно - питьевые.
Резервуары чистой воды.
Резервуары чистой воды (РЧВ) выполняют роль регулирующих и запасных емкостей и располагаются между насосными станциями первого и второго подъемов.
Емкость РЧВ определяется по формуле:
VР.Ч.В. = Vрег. + Vн.з.
Vрег.- объем, предназначенный для регулирования неравномерности работы насосных станций. кавитация водоснабжение противопожарный
Регулирующий объем воды в емкостях должен определяться на основании графиков поступления и отбора воды, а при их отсутствии по формуле (СНиП 2.04.02-84 п. 9.2).
Обычно регулирующий объем равен примерно 20%.
Регулирующие объемы на промышленных предприятиях, присоединенных к централизованной системе водоснабжения, надлежит определять на основании графика водопотребления каждого предприятия и графика подачи воды в соответствии с режимом работы всей системы.
Vн.з. - объем неприкосновенного противопожарного запаса воды.
Неприкосновенный противопожарный запас воды должен приниматься из условия, что пожаротушение осуществляется из наружных гидрантов и внутренних пожарных кранов, а также специальных установок пожаротушения (если эти установки не имеют собственных резервуаров), и на весь период пожаротушения обеспечивются максимальные хозяйственно-питьевые и производственные расходы.
Vн.з. = Vпож. + Vхоз. + Vус
Vпож. - запас воды, необходимый для тушения пожара.
Vхоз. - запас воды на хозяйственно-производственные нужды, необходимый на время тушения пожара.
Vус - запас воды необходимый для работы установок.
Q - расходы воды, соответственно, на пожаротушение, хозяйственно-производственные нужды и на работу установок;
t - продолжительность тушения пожаров из гидрантов и внутренних пожарных кранов;
t1 - продолжительность тушения пожара установками пожаротушения.
Продолжительность тушения пожара должна приниматься 3 ч; для зданий 1 и 2 степени огнестойкости с несгораемыми несущими конструкциями и утеплителем с производствами Г и Д - 2 ч. (СНиП 2.04.02-84 п. 2.24)
Время работы пожарных кранов принимается равным 3 ч. При установке пожарных кранов на системах автоматического пожаротушения, время их работы принимают равным времени работы систем автоматического пожаротушения. (СНиП 2.04.01-85 п. 6.10).
В случае прокладки одного водовода в РЧВ хранится аварийный запас на время ликвидации аварии на водоводе.
VР.Ч.В. = Vрег. + Vн.з.+ Vав
Аварийный объем воды должен обеспечивать:
- хозяйственно - питьевые расходы в размере 70 % расчетного расхода;
- производственные расходы по аварийному графику;
- наружное пожаротушение в течение 2 или 3 часов при расчетном расходе до 25 л/с и в течение 4 или 6 ч при расчетном расходе свыше 25 л/с в зависимости от степени огнестойкости зданий и категорий пожарной опасности производств.
Дополнительный объем воды на пожаротушение допускается не предусматривать:
- при длине одной линии не более 500 м для населенных пунктов с числом жителей до 5000 чел.;
- для промышленных и сельскохозяйственных предприятий при расходе воды на наружное пожаротушение не более 40 л/с. (СП 8.13130.2009, СНиП 2.04.02-84 п. 9.6).
Если во время пожара гарантирована бесперебойная подача воды в РЧВ, то при расчете объема РЧВ допускается учитывать пополнение РЧВ за время тушения пожара. Тогда объем неприкосновенного запаса уменьшится.
Емкости и их оборудование должны быть защищены от замерзания воды.
Общее количество резервуаров одного назначения должно быть не менее 2. Устройство одного резервуара допускается в случае отсутствия противопожарного объема воды.
Зная расчетную вместимость резервуара, подбирают типовой.
При выключении одного резервуара в остальных должно храниться 50% пожарного и аварийного объемов воды.
Оборудование резервуаров должно обеспечивать возможность независимого включения и опорожнения каждого резервуара.
Конструкции камер, задвижек при резервуарах не должны быть жестко связаны с конструкцией резервуаров.
Резервуары должны оборудоваться подающими и всасывающими трубопроводами, переливной и грязевой трубами. На них устраивают также смотровые колодцы и вентиляционные трубы.
Способы сохранения неприкосновенного противопожарного запаса в резервуарах определяется типом НС - II подъема.
На насосных станциях низкого давления с общими всасывающими линиями для отбора хозяйственно-питьевых и пожарных расходов применяют автоматические указатели уровней. Их показания передаются на НС - I подъема или на диспетчерский пункт управления и используются для включения дополнительного насоса на НС - I подъема или выключения хозяйственно-питьевых насосов в НС - II подъема.
На насосных станциях высокого давления хозяйственно-питьевые и пожарные насосы имеют самостоятельные всасывающие линии. Сохранение неприкосновенного противопожарного запаса воды обеспечивается в этом случае за счет того, что при снижении уровня воды в резервуаре до уровня неприкосновенного запаса во всасывающую трубу хозяйственно-питьевого насоса через отверстие попадает воздух и происходит срыв работы насоса.
5. Особенности противопожарного водоснабжения в зданиях повышенной этажности
В зависимости от этажности и высоты зданий предусматривают различные схемы внутренних противопожарных водопроводов.
В зданиях высотой не более 50 м (до 17 эт.) развившийся пожар тушат привозными насосами от наружных водопроводных сетей. В большинстве случаев в таких зданиях внутренний противопожарный водопровод используют только в первоначальный период возникновения пожара. Поэтому в зданиях до 17 этажей. проектируют объединенные хозяйственно-противопожарные сети с минимальным напором у пожарного крана (одна-две струи по 2,5 л/с каждая и напором у ПК около 10 м). Во всех случаях внутренний противопожарный водопровод 10-17 этажных зданий имеет кольцевую сеть с 2 вводами. В 10-12 этажных зданиях может быть кольцевая сеть с тупиковыми стояками.
Согласно требованиям СНиП, тупиковые внутренние противопожарные сети предусматривают в случае, если пожарных кранов 12 и менее. Это требование относится и к пожарным стоякам.
В зданиях высотой до 12 этажей в тупиковых пожарных стояках вода застаивается, а при изменении напора в сети поступает к хозяйственно-питьевым кранам. Поэтому, в объединенных водопроводах целесообразнее кольцевать сети по вертикали.
В 13-17 этажных зданиях на пожарных стояках устанавливают 13-17 ПК, все они должны быть закольцованы по вертикали.
В жилых многоэтажных домах, где нет чердачных или технических этажей, выполняют попарное кольцевание пожарных стояков, установленных в секции и присоединенных к разным участкам горизонтального кольца.
Для повышения постоянного или периодически недостающего напора в наружной водопроводной сети всего квартала, микрорайона, во внутренних сетях зданий предусматривают общие квартальные насосные станции. При этом могут быть применены периодически или постоянно действующие насосы с дистанционным или автоматическим управлением. Часто насосы и гидробаки устанавливают не в насосной станции, а в здании центрального теплового пункта (ЦТП). Вода от наружной городской сети по двум вводам поступает в ЦТП или НС, а затем в наружную водопроводную сеть квартала или микрорайона.
Квартальная сеть обеспечивает подачу воды к нескольким многоэтажным зданиям. Если невозможно осуществить кольцевание квартальной сети, то предусматривают схему, закольцованную вводами, на которых устанавливают пожарные насосы.
Здания высотой 50 м и более.
К зданиям повышенной этажности относятся здания с 17 этажами и более. При такой (более 50 м) высоте подача стволов на верхние этажи затруднительна, а надежная работа насосно-рукавных систем при пожаре не гарантируется, так как для создания струй с радиусом компактной части 16 м на насосах необходимо поддерживать напор 100 м и более, тогда как рукава, бывшие в употреблении, выдерживают напор 70 - 90 м. Поэтому в таких зданиях устраивают специальные противопожарные водопроводы со своими насосными станциями, водонапорными и гидропневмобаками, обеспечивающими создание полного напора воды для целей пожаротушения.
Для уменьшения напора во внутренних водопроводных сетях высотное здание разбивают на зоны, в каждой из которых устраивают самостоятельные сети противопожарного и хозяйственно-питьевого водопровода.
Зонное водоснабжение.
Водопроводы, расположенные в зонах, называют зонными. Высота зоны не должна превышать величины:
ДЖ = Hmax - Нпк -hc
ДЖ - высота зоны, т.е. разность отметок между зонами;
Hmax - максимальный напор на отметке нижних пожарных кранов, величина которого в противопожарном водопроводе должна быть не более 90 м;
Нпк - требуемый свободный напор у самого высоко расположенного пожарного крана;
hc - потери напора в сети.
Кроме того число зон должно быть обосновано экономически. С увеличением числа зон возрастают строительные затраты, но уменьшается количество энергии, необходимой для подъема воды. Поэтому число зон должно быть таким, чтобы, во-первых, выполнялось техническое требование эксплуатации пожарного водопровода, обеспечитвающее надежность подачи воды, во-вторых, строительные и эксплуатационные затраты были минимальными.
Зонное водоснабжение осуществляется по двум основным схемам: параллельной и последовательной.
Сравнение двух схем:
Последовательная схема имеет меньшее число труб, следовательно, она дешевле. Но при последовательной схеме в каждой зоне необходимо самостоятельное помещение под НС, в котором должны быть усилены перекрытия под насосы, специальная звукоизоляция, подводка электроэнергии и т.д. Выделить одно помещения для насосной при параллельной схеме удобнее и экономически выгоднее.
В последовательной схеме водонапорные баки всех зон, кроме верхней, служат не только регулирующими емкостями, но и источниками питания всех вышележащих зон. Последовательная схема менее надежна чем параллельная, т.к. при аварии одного элемента все вышележащие этажи могут остаться без воды. Поэтому последовательная схема должна быть дополнена общей емкостью со своим насосом, который может подавать воды в любой бак.
При параллельной схеме все насосы расположены в одном месте, это удобно при обслуживании. Кроме того, каждая зона работает независимо от других.
Как при последовательной, так и при параллельной схемах каждая зона имеет свои хозяйственные и пожарные насосы и водонапорные баки (или пневмобаки).
При понижении уровня воды в баке от рыле уровня включаются хозяйственно-питьевые насосы, которые дополняют запас воды.
При работе пожарных кранов уровень воды в баке резко падает, и тогда рыле от уровня неприкосновенного запаса включается пожарный насос зоны, в которой произошел пожар.
От наружной водопроводной сети вода поступает во внутреннюю зонную систему к насосам по двум вводам. Если в наружной сети расход воды недостаточен, то у здания предусматривается запасной резервуар.