Как рассчитать спринклерную систему пожаротушения

Быструю ликвидацию возгораний обеспечивают автоматические водяные системы пожаротушения. К популярным типам таких систем относят спринклерные — то есть, гасящие пожар водой с помощью распределенных по помещению разбрызгивателей-спринклеров. Оросители присоединены к трубам с водой. На каждый из них надет рассекатель, который превращает струю жидкости в туман из капель.

Чтобы спринклерная установка справилась с тушением пламени, ее необходимо грамотно рассчитать и спроектировать. Эту работу выполняют компании с лицензией на проектирование и монтаж АУП. По окончании установки качество спринклерной системы проверяют надзорные органы. В статье мы расскажем, как сделать расчет спринклерной системы пожаротушения для орошения общественного помещения в случае возгорания.

Как работает спринклерная система тушения возгораний-кратко

Автоматическая заливка пламени водой возможна при температуре выше или ниже +5*.

Системы для температуры окружающей среды > +5* предполагают крепление распылителей к трубе, в которой постоянно находится вода. Когда датчики температуры внутри оросителя фиксируют ее повышение, распадается стеклянная одноразовая капсула внутри изделия, и вода начинает распыляться. Включается локальный насос, увеличивающий давление в отверстии оросителя. Оборудование начинает заливать пламя.

Системы для температуры окружающей среды < +5* предполагают заполнение трубопровода не водой, и сжатым воздухом. Когда датчик определяет повышение температуры из-за пожара, в распылителе взрывается колба, воздух вырывается из трубы, давление резко снижается. Открываются водяные клапаны, включается локальный насос, и жидкость разбрызгивается на пламя.

Если возгорание уже успело охватить большую площадь, мощности насоса может оказаться недостаточно для быстрой подачи достаточного количества воды. В такой ситуации срабатывает основной насос и повышает давление в трубопроводе.

Общая последовательность проектирования водяных АУП

Когда инженеры создают и рассчитывают новую спринклерную систему, они ведут работу преимущественно по документу СП 485.1311500.2020. То есть, гидравлический расчет АУП — далеко не единственный пункт в проектировании.

Пример схемы спринклерной системы

Вкратце порядок действий таков:

1. Обоснование необходимости защиты здания или помещения спринклерной системой тушения пожара.
2. Проверка возможности заливать пламя водой на конкретном объекте.
3. Определить тип воды: распыленная, тонкораспыленная, с высоким давлением, смешанная со смачивателем.
4. Определить категорию опасности объекта и расход воды.
5. Вычислить параметры установки спринклерного пожаротушения.
6. Разобраться с типами оросителей и расставить их по зданию/помещению.
7. Подобрать место установки главного насоса.
8. Выполнить трассировку трубопровода.
9. Найти место для диктующего спринклера — распылителя, который расположен выше всех, дальше всех от насоса либо на длинной ветке трубопровода.
10. Составить схему гидравлических потерь.
11. Сделать гидравлический расчет — на этом пункте мы остановимся подробнее.
12. Выяснить гарантированный подпор от крана, который подает воду из источника.
13. Рассчитать мощность насоса.
14. Составить структурную схему АУП.
15. Отрисовать планы и аксонометрические схемы расположения труб с водой для спринклерной системы и труб в насосной.
16. Выбрать способ крепления труб и начертить узел крепления.
17. Собрать оборудование и расходники в спецификацию.
18. Подготовить рабочие документы.

Правила проведения гидравлического расчета

Его необходимо сделать для получения ответы на такие вопросы:

• Каков расход воды в спринклерах, расположенных высоко под потолком или далеко от самого мощного насоса?
• Где установить разбрызгиватели и насос так, чтобы добиться интенсивности орошения по ГОСТ?
• Какой диаметр должен иметь пожарный трубопровод для экономичной подачи воды через диктующие спринклеры с нормативным напором?

Основной документ, описывающий правила расчета спринклерных АУП — ПНБ 88-2001.

Если система пожаротушения простая и не очень разветвленная, для гидравлического расчета используют такую формулу:

Q = 10K x (P)^-2

В ней Q — расход жидкости через распылитель, K — производительность (ее берут из таблицы в техническом паспорте оборудования), P — давление воды в трубе в точке, расположенной перед распылителем.

Давление вычисляют по графику, который приложен к техническим документам. Минимальное давление подбирают по интенсивности подачи жидкости и размеру отверстия в разбрызгивателе.

Также проектировщику автоматической системы пожаротушения необходимо знать количество оросителей. Его обозначают буквой N и вычисляют по такой формуле:

N = Qn / q1

В ней q1 — это расход воды для диктующего спринклера. Величину Qn берут из документа СП5.13130.2009. Искомые таблицы приведены в пунктах 5.1, 5.2 и 5.3.

Когда проектировщик применяет две вышеуказанные формулы, он получает расход жидкости с запасом 10-12%.

Если площадь помещения велика, а установка для тушения пожара устроена сложно и представляет собой сильно разветвленную сеть, используют специальные программы для автоматического расчета параметров.

Еще для определения расхода воды производительность спринклера умножают на площадь объекта, а для вычисления производительности спринклера перемножают нормативную интенсивность орошения с площадью покрытия одного распылителя. Единица измерения расхда жидкости — литры в секунду.

Некоторые особенности установки спринклерной системы

Сборка таких сетей ведется только после правильно выполненных расчетов. До начала монтажа инженеры-проектировщики составляют схему, на которую наносят точные места установки оросителей. Эту схему называют картой орошения. Основное правило ее составления — полное покрытие здания или помещения водой.

На карте орошения показывают способ крепления оросителя — отверстием в потолок или в пол.

При определении мест установки распылителей учитывают расстояние до ламп. Минимальная дистанция между осветительным прибором и спринклером — 1 м, между оросителем и стеной — 1/2 дистанции между оросителями.

Схему орошения используют для составления общей схемы спринклерной системы, на которую наносят точки монтажа насосов, узлы соединения отрезков труб.

Виды технического обслуживания

Спринклерные АУП требуют регулярного контроля и планового ремонта. Периодичность и протоколы проведения таких мероприятий описаны в ВСН 25.09.67-85 и РД25 964-90. Согласно последнему нормативному документу:

• техобслуживание АУП в рабочем режиме выполняют ради оценки качества работы и производительности системы, предотвращения поломок, отладки и тестовых запусков;
• плановый текущий ремонт проводят для тестирования оборудования и измерения некоторых параметров его работы;
• плановый капремонт выполняют по стандартному графику, чтобы успеть заменить изношенное оборудование новым до возникновения аварийной ситуации;
• аварийный ремонт делают срочно при сбое и после использования АУП.

На видео ниже вы можете ознакомится с  процессом испытания АУП в складском помещении.

Выводы

Спринклерная система тушения пламени — это сеть труб с распылителями, подключенными по определенной схеме. Это недорогое и сравнительно простое в обслуживании оборудование. Однако для правильной его установки требуется сделать расчет параметров. Эту задачу лучше доверить инженерам-проектировщикам.

Порядок технического обслуживания описан в нормативных документах. Ему важно следовать в течение всего срока эксплуатации АУП.