Лекция 5. Противопожарное водоснабжение зданий

Внутренний пожарный (объединенный – хозяйственно-питьевой и противопожарный – или самостоятельный) водопровод предназначен для тушения пожара в начальной стадии возникновения, а также для тушения пожаров как вспомогательных средств, в дополнение к струям от пожарных машин. На рис. 1 показана схема снабжения питьевой водой жилого здания. Подаваемая вода расходуется на хозяйственно-питьевые и противопожарные нужды.

 

 

Рис.1. Элементы внутреннего водопровода:1-магистраль, 2-водомерный узел, 3-ввод, 4-пожарный стояк, 5-пожарный кран, 6-бытовые приборы, 7-стояк хозяйственно-питьевого водопровода

 

Внутренняя сеть водопровода работает постоянно под напором наружного водопровода. При недостаточном напоре в наружном водопроводе в часы максимального водопотребления и достаточном напоре в часы минимального водопотребления предусматривается схема с водонапорным баком. Бак устанавливают на высоте, обеспечивающей нормальную работу верхних пожарных кранов. Если нет условий для установки бака, применяются насосные установки. Внутренние водопроводные сети производственного и пожарного водопроводов выполнены из неоцинкованных стальных и чугунных труб. Вводы монтируют из труб диаметром не менее 50 мм. Сеть оборудуется арматурой для правильной и бесперебойной работы: задвижки, спускные краны, предохранительные клапаны, манометры, водомеры и т.п.

Водомер, устанавливаемый на вводах, рассчитывают на пропуск максимального питьевого расхода воды и воды для внутреннего пожаротушения. При аварии открывается задвижка, установленная на втором вводе.

При больших расходах на тушение пожара (производственные базы, склады и т.д.) и малых хозяйственно-питьевых расходах вместо обычного водомера (турбинного типа) устанавливают комбинированный водомер, учитывающий и большие и малые расходы. При отсутствии такого устанавливают водомеры с обводной линией и электрозадвижкой, открывающейся автоматически при пуске пожарных насосов или автоматических устройств, обеспечивающих их пуск (кнопки у пожарного крана, реле и т.д.). Работники охраны должны знать место расположения водомерного узла и его устройство. Диаметр обводной линии определяется из условия пропуска объединенного расхода.

Требования к устройству пожарных водопроводов. Внутренний пожарный водопровод не устраивается:

- в прачечных, банях, школах;

- в жилых зданиях до 12 этажей;

- во встроенные в жилые здания (до 12 этажей) яслях, садиках, поликлиниках, столовых, в кинотеатрах сезонного действия;

- в производственных зданиях, в которых использование воды при пожаре может вызвать взрыв, усиление пожара;

- в производственных и вспомогательных зданиях, где нет хозяйственно-питьевого или производственного водопровода и предусмотрено наружное пожаротушение.

Внутренние пожарные краны устанавливаются у выходов: на всех лестничных площадках отапливаемых зданий, коридорах, в вестибюлях, проходах и других легкодоступных местах, кроме чердачных помещений, в которых для тушения пожара используют внутренний пожарный кран, расположенный перед входом на чердак, на лестничной площадке.

Внутренние пожарные краны устанавливают на высоте 1,35 м от пола в специальной нише или в шкафчике, на дверке которого делают обозначение ПК и номер крана. Шкаф закрывается и пломбируется (рис.2).

 

Рис. 2. Установка пожарного крана в шкаф­чике

1 – стояк; 2 – пожарный кран; 3 – полугайка «Рот»; 4 – брандспойт

 

Для гарантированной работы пожарный внутренний водопровод с числом пожарных кранов более 12 присоединяют к наружной кольцевой водопроводной сети не менее, чем двумя вводами (рис.3). Устройство одного ввода допускается при числе кранов менее 12. Два ввода предусматривают для жилых зданий (квартиры более 400), клубов, театров и кинотеатров, а также для зданий, оборудованных автоматическими системами (рис.4).

 

Рис.3. Водопровод с кольцевой магистральной сетью: 1-магистраль, 2-хозяйственно-питьевой стояк, 3-водомер, 4-пожарный стояк

 

Рис.4. Внутренний водопровод, закольцованный вводами: 1,8-вводы, 2,7-обратные клапаны, 3,5-водомеры, 4-пожарный стояк, 5-стояк холодной воды

 

Каждый пожарный кран оборудуется рукавом длиной 10,или 20 м и стволом. В одном здании следует применять стволы с насадками одного диаметра и пожарные рукава одной длины. Если расход пожарной струи менее 4 л/с, устанавливают пожарные краны диаметром 50 мм, при расходе 0,4 л/с и более – 65 мм. Внутренние пожарные краны устанавливаются так, чтобы каждая точка помещения орошалась не менее двумя струями. Орошение одной струёй допускается, если по нормам должен работать один кран. Радиус действия пожарного крана определяется по формуле: R_кр = ℓ_р + R_к.пр , (м), где ℓ_р –длина пожарного рукава, R_к.пр – проекция радиуса компактной части струи. Для практических целей эту величину можно принять равной R_к/2, где радиус компактной части струи (R_к) равен высоте помещения, но не менее 16м для специальных противопожарных водопроводов, 8м для для противопожарных водопроводов жилых зданий, 6м для объединенных противопожарных водопроводов. Зная необходимое расстояние между пожарными кранами, определяют общее количество. Если их количество превышает 12, то следует устанавливать краны на кольцевой магистральной сети или на сети, закольцованной вводами (рис. 3 и 4). Норма расхода воды на внутреннее пожаротушение и число струй приведены в СНиП 4.01 41-2006. Расход пожарных струй и напоров у пожарных кранов даны в табл.1.

Таблица1

Устройство внутреннего пожарного водопровода в многоэтажных зданиях.В зданиях высотой до 16 этажей включительно пожар тушат пожарные части от наружных водопроводов. В таких зданиях внутренний пожарный водопровод используется в начальный период возникновения пожара. Поэтому в зданиях до 16 этажей проектируют объединенные пожарные водопроводы с минимальным расходом воды и минимальным напором у пожарных кранов (1-2 струи по 2,5 л/с каждая и напором 10 м.) Подача воды к месту пожара зависит не только от мощности пожарных автонасосов, но и от количества и качества пожарных рукавов.

Пожарные рукава, бывшие в употреблении, выдерживают напор 70 – 90 м. Как показывают практические расчеты, уже при 16 этажах трудно обеспечивать подачу воды от пожарных автонасосов.

Необходимый напор во внутреннем пожарном водопроводе определяется по пожарным кранам, расположенным на самом высоком и далеко расположенном месте, поэтому краны, расположенные ниже, находятся под большим давлением. Для уменьшения напора в зданиях в зданиях повышенной этажности единую централизованную систему водоснабжения разделяют на две или несколько зон. Подачу воды при зонном водоснабжении осуществляют по двум основным схемам: параллельной и последовательной (рис.5).

Рис. 5. Схема подачи воды в здания повышенной этажности: а)-параллельная, б)-последовательная; 1-насосы первой зоны, 2-насосы второй зоны, 3-резервуар

 

Количество зон должно быть таким, чтобы максимальный гидродинамический напор на отметке нижних пожарных кранов не превышал 90 м. Т.к. на пожарных стояках зоны устанавливается больше 12 кранов, устройство тупиковых сетей недопустимо, поэтому водопроводные сети каждой зоны должны закольцованы. С целью сосредоточения пожарных струй на пожарных стояках устанавливают спаренные пожарные краны (в шкафу по 2 пожарных крана), оборудованные рукавами длиной 20м и диаметром 66 мм, стволы с насадками диаметром 19 мм. Пожарные насосы должны иметь автоматическое, дистанционное или ручное управление.

При параллельной системе вода подается насосами, расположенными внизу здания. При этом для каждой зоны устраивают баки и устанавливают пожарные насосы.

При последовательной схеме вода подается из зоны в зону. В обеих схемах постоянный напор у водоразборных точек и пожарных кранов поддерживается за счет высоты расположения водонапорного бака. При понижении уровня воды в водонапорном баке от реле уровня включаются хозяйственно-питьевые насосы, которые пополняют запас воды.

Рис. 5. Схемы зонного водоснабжения для пожаротушения:

а – параллельная схема; б – последовательная схема; 1 – запасной резервуар;

2 – насосная станция 1 зоны; 3 – насосная станция 2 зоны; 4 – водонапорный бак 2 зоны; 5 – подача воды в кольцо 2 зоны; 6 – водонапорный бак 1 зоны; 7 – подача воды в кольцо 1 зоны.

 

Когда подача воды осуществляется от внутренних пожарных кранов (рис.5), уровень воды в водонапорном баке резко падает и тогда включается пожарный насос данной зоны. От наружной сети вода подается в зонную систему по двум вводам. Если расход воды в сети наружного водопровода больше, то у здания устанавливают запасной резервуар. При последовательном зонировании каждая насосная станция подает количество воды, используемое всеми вышележащими зонами. При этом вода к этим зонам идет по нижним сетям. Последовательная схема менее надежна, чем параллельная, т.к. при аварии одного элемента все этажи остаются без воды. Поэтому последовательная схема должна быть обязательно дополнена запасной системой со своим насосом, который подает воду в любой бак. Преимущество параллельной схемы – насосы располагаются в одном месте, в подвале, удобном для обслуживания. Каждая зона работает независимо. Но параллельная схема требует больше труб, чем последовательная, но и по той и другой схемам, для каждой зоны предусматривают, кроме хозяйственно- питьевых насосов, и пожарные насосы (рабочие и резервные). При зонном водоснабжении в здании обычно проектируют два водопровода: хозяйственно-питьевой и пожарный. Это связано с разностью напоров, необходимых для подачи воды для этих целей. В пожарном водопроводе у диктующего крана напор должен быть 25 – 30 м при радиусе действия струи 16 м и расходе воды 5 л/с. В сети холодного водопровода напор у диктующей водоразборной точки 2 – 3 м. При объединенной системе при включении пожарных насосов водоразборные устройства выйдут из строя.

Трудно создать необходимый постоянный напор при тушении пожара на верхних этажах. Поэтому водонапорный бак устанавливают на высокой части здания (см. рис. 5.). Но при этом следует учитывать, что помещение, непосредственно находящееся под баком, не обеспечивается требуемым напором.

В жилых кварталах, где имеется несколько многоэтажных зданий, водопотребление более равномерное, и водонапорные баки можно не устанавливать. Неравномерность в потреблении воды регулируется ступенчатой работой хозяйственно-питьевых насосов. За счет работы этих насосов поддерживается постоянное давление у внутренних пожарных кранов.

Для экономии труб подача воды в водонапорные баки может осуществляться по пожарным стоякам. В этом случае вода в сети внутреннего пожарного водопровода не застаивается, и сеть находится под постоянным контролем.

Пожарные насосы каждой зоны включаются автоматически после израсходования двухминутного пожарного запаса воды в баках. Оставшийся восьмиминутный запас воды расходуется на тушение пожара до пуска пожарного насоса вручную (на случай аварии автопуска). При аварийном выходе пожарного насоса каждой зоны автоматически включается резервный.

Емкость неприкосновенного запаса воды баков рассчитана на подачу в течение 10 минут двух пожарных струй с расходом воды 2,5 л/с. Постоянный напор в сети до включения пожарных насосов обеспечивают пожарные струи с радиусом компактной части струи не менее 6 м; при включении пожарных насосов – длиной не менее 16 м с расходом воды не менее 5 л/с каждая.

Количество струй и нормы расходов воды на внутреннее пожаротушение принимаются по СНиП РК 4.01.41-2006 «Внутренний водопровод и канализация здания» в зависимости от назначения здания, этажности и его объема.

Рис. 2.18. Спринклерная головка

1 – бронзовый корпус; 2 – рама; 3 – розетка; 4 – ди­афрагма; 5 – стеклянный клапан; 6-8 – замок; 9 – медная шайба

Для автоматического тушения пожара применяют автоматические противопожарные установки: спринклерные и дренчерные.

Первые применяют для помещения с повышенной пожарной опасностью. Установка состоит (рис. 2.18.) из спинклеров (разбрызгивателей), распределительных и магистральных трубопроводов, контрольно-сигнального клапана, задвижки, основного и автоматического водопитателей. При повышении температуры в помещении замок расплавляется, пластины разъединяются и стеклянный клапан падает, открывая отверстие. Вытекающая под большим напором вода попадает на розетку и разбрызгивается. Один спринклер орошает поверхность площадью 9-12 м²

Дренчерные установки состоят из распределительной сети с дренчерами, магистральных трубопроводов, клапанов или задвижек управления. Дренчер в отличии от спринкера не имеет стеклянного клапана и замка. Дренчеры создают водяную завесу и применяют в тех местах, где следует оградить помещение от пожара (сцена театров, гаражи и.т.п.)