Анализ подбора распределительных трубопроводов спринклерной водяной АУПТ лесопромышленного комплекса

целью реализации возможности их обобщения изменения параметров (к, U0) приведены в зависимости от уровня исчерпания нормируемой морозостойкости бетона (отношения фактического числа циклов к показателю проектной морозостойкости).

Опыты подтверждают теоретическую предпосылку о стабильности значений показателя энергии активации разрушения. На базе проведённых испытаний его средняя величина находилась на уровне 25 ккал/моль с колебаниями, соответствующими точности (ошибки) измерений и расчётов.

Что касается параметра у, то он сохраняет первоначальное значение (около 17 ккал-мм2/моль-кг) до момента, составляющего около 25% проектной морозостойкости. При дальнейших Т^ воздействиях наблюдается неуклонное, практически линейное, возрастание у. К моменту исчерпания стандартно определяемой морозостойкости бетона наблюдалось почти 3-х кратное его увеличение.

Таким образом, экспериментально доказано изменение энергетических параметров сопротивляемости бетонов силовым воздействиям по мере исчерпания его морозостойкости. Также установлено, что деструктивные процессы при низкотемпературных воздействиях существенно сказываются на изменении коэффициента энергетического барьера, причём на самых ранних стадиях морозной деструкции. Последнее обстоятельство позволяет предположить возможность (при накоплении экспериментальных данных) установления корреляционной связи между показателем стандартной морозостойкости и количеством циклов (ЦЗО), соответствующих началу возрастания у. Это позволит существенно (в разы) сократить сроки испытаний бетонов при оценке их морозостойкости со всеми вытекающими техническими и экономическими преимуществами.

Библиографический список

1. Пинус Б. И. Обеспечение долговечности железобетонных конструкций при низкотемпературных воздействиях. Дис. ... д-ра техн. наук. М., 1985. 367 с.

2. Регель В. Р., Слуцкер А. И., Томашевский Э. Е. Кинетическая теория прочности твёрдых тел. М.: Наука, 1974. 560 с.

3. ГОСТ 10060.1-95 Бетоны. Базовый метод определения морозостойкости; утв. постановлением Минстроя РФ от 05 марта 1996 г. № 18-17.

УДК 614.844.2

АНАЛИЗ ПОДБОРА РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ СПРИНКЛЕРНОЙ ВОДЯНОЙ АУПТ ЛЕСОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА

В.Г. Судникович1, М.В. Габов2

Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Рассмотрены методы подбора спринклерных оросителей на основе реального объекта - лесопромышленного комплекса Иркутской области. Установлен минимальный возможный и оптимальный диаметры распределительного трубопровода для каждого участка системы автоматического водяного пожаротушения, при которых обеспечиваются все требования норм пожарной безопасности. Даны варианты использования трубопроводов постоянного диаметра для распределительных трубопроводов, приведен анализ рациональности использования водных ресурсов для каждого типа трубопровода. Ил. 2. Табл. 2. Библиогр. 7 назв.

Ключевые слова: автоматические установки водяного пожаротушения; спринклер; противопожарные нормы.

ANALYSIS OF THE SELECTION OF DISTRIBUTION CONDUITS FOR THE AUTOMATED SPRINKLER INSTALLATION FOR WATER DISTINGUISHING OF THE FORESTRY COMPLEX V.G. Sudnikovich, M.V. Gabov

National Research Irkutsk State Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074.

The authors consider sprinkler selection methods based on a real object - the forestry complex of the Irkutsk region. They determine the minimum possible and the optimal diameters of a distribution conduit for the each section of the automated system of water extinguishing, which provide all the requirements of fire safety standards. The authors present the options of using the conduits of the constant diameter for the distribution conduits, and provide the analysis of rational use of water resources for each type of conduits. 2 figures. 2 tables. 7 sources.

Key words: automatic water extinguishing installations; sprinkler; fire prevention standards.

1Судникович Вера Геннадьевна, кандидат технических наук, доцент кафедры «Водоснабжение и водоотведение. Охрана и рациональное использование водных ресурсов» факультета строительства и городского хозяйства.

Sudnikovich Vera, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the chair of Water Supply and Drainage. Protection and Rational Use of Water Resources of the faculty of Civil Engineering and Municipal Economy.

2Габов Михаил Владимирович, аспирант. Gabov Mikhail, Postgraduate Student.

Лесопромышленный комплекс (ЛПК) представляет собой ряд строений различного назначения (цеха сортировки, распилки, сушки и хранения пиломатериалов и др.), относящихся к высокой степени пожароопасно-сти, поэтому здесь предъявляются особые требования. Отличительной особенностью при разработке систем пожаротушения предприятий ЛПК являются повышенные требования к пожарной безопасности. Для системы автоматических установок пожаротушения (АУПТ) - большой расход на единицу защищаемой площади, а для систем внутреннего противопожарного водопровода - минимальное количество пожарных струй (три).

Согласно [1] и [2] все помещения цехов, складов должны быть оборудованы системами АУПТ. В настоящее время существует большое разнообразие видов систем автоматического пожаротушения (порошковое, пенное, мелкодисперсное и др.), но самым простым, дешевым и не менее эффективным остается спринклерное автоматическое водяное пожаротушение, которое служит для защиты всей площади помещения, а также отдельных конструктивных элементов здания и/или сооружения, технологического оборудования. Недостатком данной системы является то, что при тушении пожара на расчетной площади требуется достаточно большой расход и напор воды. При правильном подборе и расчете оборудования напор-но-расходные характеристики системы автоматического водяного пожаротушения значительно сокращаются. Существенное значение на работу системы АУПТ оказывают оросители и распределительные трубопроводы. От их правильного подбора в значительной степени зависит эффективность работы системы АУПТ.

При подборе спринклерных оросителей следует учитывать технические характеристики данного оборудования и эпюры орошения, полученные экспериментальным путем. Эти характеристики влияют на расход, напор, расстояния между оросителями и максимальную защищаемую площадь. Для определения наименьшего возможного расхода и напора необходимо подбирать ороситель так, чтобы коэффициент производительности был найден по формуле

2 = к4и,

откуда

к=

_0_ 4И'

где К - коэффициент производительности оросителя, принимаемый по технической документации; О - расчетный расход, зависящий от интенсивности орошения и площади, принятой для защиты одним оросителем (не более 12 м2 ); Н - минимальный свободный напор оросителя. Коэффициент производительности, полученный расчетным путем, принимается близким к паспортной характеристике оросителя и округляется в большую или меньшую сторону с пересчетом требуемого расхода или напора. Однако при выборе оросителей необходимо учитывать взаимное расположение спринклеров и влияние на зону орошения.

В результате анализа сравнительных расчетов по выбору спринклерных оросителей для предприятий лесной промышленности наиболее эффективным является ороситель марки СВО-12 (ПО «Спецавтоматика») с коэффициентом производительности К = 0,47 при заданных условиях: интенсивность орошения 0,12 л/схм2; защищаемая площадь 9 м2; минимальный свободный напор перед оросителем 5м.

Распределительный трубопровод - трубопровод с установленными на нем оросителями (насадками) для распределения огнетушащего вещества в защищаемой зоне.

В качестве распределительных трубопроводов используются стальные и полимерные трубы. Однако использование полимерных трубопроводов для предприятий лесоперерабатывающей промышленности допускается при согласовании с местной пожарной инспекцией. На практике полимерные трубопроводы нуждаются в дополнительной защите от температурного воздействия и в данной отрасли не используются. Стальные трубопроводы применяются по ГОСТ 10704-91* и 3262-90. Диаметры распределительных трубопроводов назначаются расчетом, при этом учитывается максимальная и минимальная скорости, а также пропуск необходимого количества воды под требуемым напором. Максимальное количество спринклерных оросителей, устанавливаемых на одной ветви распределительного трубопровода - шесть штук. При гидравлическом расчете ветви распределительного трубопровода из шести оросителей необходимо учитывать, что потери напора по длине трубопровода, а также расход, подаваемый одним оросителем, увеличиваются от дальнего участка распределительного трубопровода к кольцевому питающему трубопроводу. Поэтому, как правило, распределительный трубопровод принимает телескопический вид.

Были рассмотрены варианты применения в качестве распределительного трубопровода стальных электросварных труб различного диаметра от Ду 20(25х2,2) мм до

Ду 40(45х2,5) мм и постоянного диаметра Ду 32(40х2,2) мм и Ду 40(45х2,5) мм с оросителями СВО-12. В каждом варианте определяли напор оросителя, потери напора на расчетных участках, скорость движения воды на участках сети и расход у оросителей.

На рис.1 представлен результат напорно-расходных характеристик одного из вариантов распределительного трубопровода различного диаметра.

Из рис.1 видно, что данный вариант распределительного трубопровода применим только до 2-го оросителя, так как на следующих участках скоростные и напорные характеристики больше нормативных.

Результаты исследования по применению распределительного трубопровода различного диаметра показали, что наиболее оптимальные напорно-расходные характеристики достигаются при диаметрах распределительного трубопровода: на первом участке - Ду 25 мм, втором - Ду 32 мм и на всех последующих - Ду 40 мм. При этом достигаются сравнительно небольшие суммарные потери напора на участках распределительного трубопровода, скорость

40 35 30 25 20 15 10 5 0

Напор оросителя, м

Потери напора на участке, м

Скорость, м/с  Расход, л/с

Ду 20 Ду 20 Ду 25

Рис. 1. Изменение напорно-расходных характеристик

40 35 30 25 20 15 10 5 0

ПН-. 1-П-. I У

Напор оросителя, м

Потери напора на участке, м

Скорость, м/с

Расход, л/с

Ду 25 Ду 32 Ду 40 Ду 40 Ду 40 Ду 40

Рис. 2. Оптимальные напорно-расходные характеристики

на участках не превышает допустимую. Результаты исследования данного распределительного трубопровода приведены на рис. 2

При трубопроводе различного диаметра наблюдаются: увеличение потерь напора по длине; возникновение большой разницы расходов первого и последнего оросителей; увеличение защищаемой площади и интенсивности орошения.

Решением этих проблем может служить увеличение диаметров или подбор трубопровода одного диаметра, обеспечивающего расход всех оросителей данного распределительного трубопровода.

Результаты гидравлических расчетов с распределительным трубопроводом из стальных электросварных труб постоянного диаметра Ду 32(40х2,2) мм и Ду 40(45х2,5) мм с оросителями СВО-12 представлены в табл. 1 и 2.

Результаты расчетов показали, что при диаметре распределительного стального электросварного трубопровода Ду 32(40х2,2) мм ГОСТ 10704-91 возможна установка оросителей СВО-12 не более пяти штук, так как на последующих участках скорость более 10 м/с, что недопустимо. Коэффициент использования расхода Кисп для шести оросителей равен 1,369, то есть

-37% расхода, воды, подаваемой на пожаротушение, используется не рационально.

При применении распределительного трубопровода Ду 40(45х2,5)мм коэффициент использования расхода повышается, и лишь 18,5% расхода воды, подаваемой в систему АУПТ, используется нерационально. Кроме того, данный сортамент трубы может быть использован для всех шести оросителей, установленных на распределительном трубопроводе.

При подборе трубопроводов необходимо учесть, что для воздухозаполненой установки (одной секции) спринклерного пожаротушения общая емкость трубопроводов должна составлять не более 3,0 м3. В отдельных случаях при подборе дополнительного оборудования емкость трубопроводов может быть увеличена до 4,0 м3.

Согласно [2] и в соответствии со СНиП 2.04.01-85* в спринклерных водозаполненных установках на питающих трубопроводах диаметром 65 мм и более допускается установка пожарных кранов. Минимальный расход воды на внутреннее пожаротушение из пожарных кранов в зданиях и навесах складов лесоматериалов в пределах одного пожарного отсека составляет 15 л/с (три струи по 5 л/с). Расход принимается

Таблица 1

Параметры работы распределительного стального электросварного трубопровода Ду 32

Параметр Ороситель

1 2 3 4 5 6

Напор оросителя, м 5,28 5,53 6,55 9,0 14,3 23,8

Расход, л/с 1,08 1,11 1,2 1,41 1,78 2,3

Скорость (на участках), м/с 1,34 2,71 4,2 5,96 8,17 свыше 10 м/с при длине участка более 1м

Потери напора на участке, м 0,25 1,02 2,45 5,3 9,55 -

Таблица 2

Параметры работы распределительного стального электросварного трубопровода Ду 40

Параметр Ороситель

1 2 3 4 5 6

Напор оросителя, м 5,28 5,4 5,89 7,03 9,2 12,94

Расход, л/с 1,08 1,09 1,14 1,25 1,42 1,69

Скорость (на участках), м/с 0,85 1,72 2,64 3,63 4,76 не более 10

Потери напора, м 0,12 0,49 1,15 2,17 3,74 -

независимо от степени огнестойкости и классов конструктивной пожарной опасности зданий и навесов. Однако при присоединении пожарных кранов к системе АУПТ требуемый напор увеличится, так как напор у пожарного крана значительно больше требуемого напора в кольцевой сети питающего трубопровода системы АУПТ. С увеличением напора повышается и расход - в среднем на 10% от общего расхода.

Разделение трубопроводов пожарных кранов и АУПТ обосновано в нескольких случаяхслучаях: недостаточного расхода в сети - для уменьшения объема противопожарных емкостей; недостаточного напора только для одной из систем, при этом насосные

агрегаты подбираются на недостающий напор и расход этой системы, что приводит к снижению затрат на оборудование, монтаж и др.

Таким образом, при проектировании системы противопожарного водоснабжения лесопромышленного комплекса необходимо на основе технико-экономического сравнения различных вариантов правильно подобрать оборудование и трубопроводы, что в результате приведет не только к снижению стоимости оборудования, монтажа и обслуживания, но и сокращению потребления водных и энергетических ресурсов.

Библиографический список

1. СНиП 21-03-2003. Склады лесных материалов. Противопожарные нормы. Введ. 01.07.2003. М.: Изд-во стандартов, 2003. 34 с.

2. НПБ 88-2001. Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования. Введ. 01.01.2002. М.: Изд-во стандартов, 2002. 72 с.

3. НПБ 110-03. Перечень зданий, сооружений, помещений и оборудования, подлежащих защите автоматическими установками пожаротушения и автоматической пожарной сигнализацией. Введ. 30.06.2003. М.: Изд-во стандартов, 2003. 13 с.

4. Проектирование водяных и пенных автоматических установок пожаротушения / Л.М. Мешман, С.Г. Цариченко, В.А. Былинкин, В.В. Алешин, Р.Ю. Губин; под общ. ред. Н.П. Ко-пылова. М.: Изд-во ВНИИПО МЧС РФ, 2002. 413 с.

5. Автоматические системы пожаротушения и пожарной сигнализации. Правила приемки и контроля: метод. рекомендации. М.: Изд-во ВНИИПО, 1999. 121 с.

6. Гидравлика и противопожарное водоснабжение / под ред. Ю.А. Кошмарова. М.: Изд-во ВИПТШМВД СССР. 1985. 383 с.

7. Собурь С.В. Установки пожаротушения автоматические: справочник. М.: Спецтехника, 2001. 352 с.