Bestemmelse av nødvendig trykk ved sprinkler ved en gitt vanningsintensitet. Vannforbruksstandarder for beskyttelse og brannslukking av olje- og gassindustrianlegg

Det totale antallet forskjellige krav som stilles under produksjon og kontroll av en sprinkler er ganske stort, så vi vil kun vurdere de viktigste parametrene.

1. Kvalitetsindikatorer

1.1 Forsegling

Dette er en av hovedindikatorene for brukeren av et sprinkleranlegg. Faktisk kan en sprinkler med dårlig tetting forårsake mye trøbbel. Ingen vil like det om det plutselig begynner å dryppe vann på mennesker, dyrt utstyr eller varer. Og hvis tap av tetthet oppstår på grunn av spontan ødeleggelse av den varmefølsomme låseanordning, kan skaden fra sølt vann øke flere ganger.

Design- og produksjonsteknologien til moderne sprinklere, som har blitt forbedret over mange år, lar oss være trygge på deres pålitelighet.

Hovedelementet i sprinkleren, som sikrer tettheten til sprinkleren i det meste tøffe forhold drift, er en skivefjær (5) . Betydningen av dette elementet kan ikke overvurderes. Fjæren lar deg kompensere for mindre endringer i lineære dimensjoner sprinkler deler. Faktum er at for å sikre pålitelig tetthet av sprinkleren, må elementene i låseanordningen alltid være under tilstrekkelig høyt trykk, som sikres ved montering med en låseskrue (1) . Over tid, under påvirkning av dette trykket, kan det oppstå en liten deformasjon av sprinklerlegemet, som imidlertid vil være tilstrekkelig til å bryte tettheten.

Det var en tid da noen av sprinklerprodusentene brukte det som et tetningsmateriale for å redusere byggekostnadene. gummipakninger. De elastiske egenskapene til gummi gjør det faktisk også mulig å kompensere for mindre lineære endringer i dimensjoner og gi den nødvendige tettheten.

Figur 2. Sprinkler med gummipakning.

Det ble imidlertid ikke tatt i betraktning at gummiens elastiske egenskaper over tid forringes og tap av tetthet kan oppstå. Men det verste er at gummi kan feste seg til de forseglede overflatene. Derfor, når ild, etter ødeleggelsen av det varmefølsomme elementet, forblir sprinklerdekselet tett limt til kroppen og vann strømmer ikke fra sprinkleren.

Slike tilfeller er registrert under branner ved mange anlegg i USA. Etter dette gjennomførte produsentene en storstilt kampanje for å tilbakekalle og erstatte alle sprinklere med tetningsringer av gummi 3 . I Den russiske føderasjonen bruk av sprinkler med gummipakning forbudt. Samtidig fortsetter, som kjent, forsyninger av billige sprinklere av denne designen til noen av CIS-landene.

Ved produksjon av sprinklere sørger både innenlandske og utenlandske standarder for en rekke tester som gjør det mulig å garantere tetthet.

Hver sprinkler er testet under hydraulisk (1,5 MPa) og pneumatisk (0,6 MPa) trykk, og testes også for motstand mot vannslag, det vil si plutselige trykkøkninger opp til 2,5 MPa.

Vibrasjonstester gir tillit til at sprinklere vil fungere pålitelig under de tøffeste driftsforholdene.

1.2 Holdbarhet

Av ikke liten betydning for å opprettholde alle de tekniske egenskapene til ethvert produkt er dets styrke, det vil si motstand mot forskjellige ytre påvirkninger.

Den kjemiske styrken til sprinklerdesignelementene bestemmes ved å teste for motstand mot effekten av et tåkete miljø med saltspray, vandig løsning ammoniakk og svoveldioksid.

Støtmotstanden til sprinkleren skal sikre integriteten til alle elementene når den slippes ned på et betonggulv fra en høyde på 1 meter.

Sprinkleruttaket skal kunne tåle støtet vann, og etterlater den under et trykk på 1,25 MPa.

I tilfelle fort brannutvikling sprinklere i luft eller oppstartskontrollsystemer kan være utsatt i en periode høy temperatur. For å være sikker på at sprinkleren ikke deformeres og derfor ikke endrer egenskapene, utføres varmebestandighetstester. I dette tilfellet må sprinklerhuset tåle eksponering for en temperatur på 800°C i 15 minutter.

For å teste deres motstand mot klimatiske påvirkninger, testes sprinklere ved minusgrader. ISO-standarden sørger for testing av sprinklere ved -10°C, GOST R-kravene er noe strengere og bestemmes av klimakarakteristikker: det er nødvendig å gjennomføre langtidstester ved -50°C og korttidstester ved -60° C.

1.3 Pålitelighet av termisk lås

En av de mest kritiske elementene i en sprinkler er sprinklerens termiske lås. De tekniske egenskapene og kvaliteten til dette elementet bestemmer i stor grad vellykket arbeid sprinkler Aktualiteten til brannslukking og fravær av falske alarmer i standby-modus. I løpet av den lange historien til sprinklersystemet har mange typer termiske låsdesign blitt foreslått.




Figur 3. Sprinkler med glasspære og smeltbart element.

Smelte termiske låser med varmefølsomt element basert på Woods legering, som mykner ved en gitt temperatur og låsen går i oppløsning, samt termiske låser som bruker en varmefølsom glasspære har bestått tidens tann. Under påvirkning av varme ekspanderer væsken i kolben, og utøver trykk på veggene i kolben, og når en kritisk verdi er nådd, kollapser kolben. Figur 3 viser ESFR type sprinklere med ulike typer termiske låser.

For å sjekke påliteligheten til den termiske låsen i standby-modus og i tilfelle brann, er det gitt en rekke tester.

Den nominelle driftstemperaturen til låsen må være innenfor toleranse. For sprinklere i det nedre temperaturområdet bør responstemperaturavviket ikke overstige 3°C.

Termolåsen må være motstandsdyktig mot termisk sjokk (plutselig temperaturstigning 10°C under nominell driftstemperatur).

Den termiske motstanden til termolåsen testes ved gradvis å varme opp temperaturen til 5°C under den nominelle driftstemperaturen.

Hvis en glasskolbe brukes som termisk lås, må dens integritet kontrolleres ved hjelp av et vakuum.

Både glasspæren og smelteelementet er gjenstand for styrketesting. For eksempel må en glasskolbe tåle en belastning som er seks ganger større enn dens driftsbelastning. Sikringselementet har en grense på femten.

2. Formålsindikatorer

2.1 Termisk følsomhet for låsen

I henhold til GOST R 51043 må sprinklerresponstiden kontrolleres. Den bør ikke overstige 300 sekunder for lavtemperatursprinklere (57 og 68°C) og 600 sekunder for sprinklere med høyeste temperatur.

En lignende parameter er fraværende i den utenlandske standarden, i stedet er RTI (responstidsindeks) mye brukt: en parameter som karakteriserer følsomheten til et temperaturfølsomt element (glasspære eller smeltelås). Jo lavere verdi, jo mer følsomt er dette elementet for varme. Sammen med en annen parameter - C (konduktivitetsfaktor - mål termisk ledningsevne mellom det temperaturfølsomme elementet og sprinklerdesignelementene) utgjør de ett av de viktigste egenskapene sprinkler - responstid.




Figur 4. Grensene til sonene som bestemmer hastigheten på sprinkleren.

Figur 4 viser områder som kjennetegner:

1 – standard responstid sprinkler;

2 - spesiell responstid sprinkler; 3 – rask respons sprinkler. For sprinklere med ulik responstid er det etablert regler for bruk for å beskytte gjenstander med

• ulike nivåer
• brannfare:
• avhengig av størrelse;

avhengig av type; lagringsparametere for brannbelastning. Det skal bemerkes at vedlegg A (anbefalt) GOST R 51043 inneholder en metodikk for å bestemme Termisk treghetskoeffisient Og Varmetapskoeffisient på grunn av varmeledningsevne, basert på ISO/FDIS6182-1-metoder. Det har imidlertid ikke vært noen praktisk bruk av denne informasjonen så langt. Faktum er at selv om avsnitt A.1.2 sier at disse koeffisientene skal brukes "...

for å bestemme responstiden til sprinklere i brannforhold, begrunne kravene til deres plassering i lokaler ", er det ingen reelle metoder for å bruke dem. Derfor kan disse parametrene ikke finnes blant de tekniske egenskapene til sprinklere. I tillegg et forsøk på å bestemme koeffisienten for termisk treghet ved hjelp av formelen fra

Vedlegg A

GOST R 51043: Faktum er at det ble gjort en feil ved kopiering av formelen fra ISO/FDIS6182-1-standarden. En person med kunnskap om matematikk innen

skolepensum , er det lett å legge merke til at når man konverterer formen til en formel fra en utenlandsk standard (det er ikke klart hvorfor dette ble gjort, kanskje for å få det til å se mindre ut som plagiat?) minustegnet i potensen til multiplikatoren ν på 0,5 , som er i telleren til brøken, ble utelatt. i moderne regelverk. Inntil nylig kunne følsomheten til en sprinkler lett betraktes som en kvalitetsparameter. Den nå nyutviklede (men ennå ikke tatt i bruk) SP 6 4 inneholder allerede instruksjoner om bruk av sprinklere som er mer følsomme for temperaturendringer for å beskytte de mest brannfarlige lokalene:

5.2.19 Når brannbelastning ikke mindre enn 1400 MJ/m 2 for lagerfasiliteter, for rom med en høyde på over 10 m og for rom der det brennbare hovedproduktet er LVZH Det skal bemerkes at vedlegg A (anbefalt) GOST R 51043 inneholder en metodikk for å bestemme GJ, bør den termiske treghetskoeffisienten til sprinklere være mindre enn 80 (m s) 0,5.

Dessverre er det ikke helt klart om kravet til temperaturfølsomheten til en sprinkler er etablert med vilje eller på grunn av unøyaktighet kun på grunnlag av koeffisienten for termisk treghet til det temperaturfølsomme elementet uten å ta hensyn til koeffisienten for varmetap pga. til termisk ledningsevne. Og dette er på et tidspunkt da det i henhold til internasjonal standard (fig. 4) sprinkler med varmetapskoeffisient pga. termisk ledningsevne mer enn 1,0 (m/s) 0,5 regnes ikke lenger som hurtigvirkende.

2.2 Produktivitetsfaktor

Dette er en av nøkkelparametrene sprinklere. Den er designet for å beregne mengden vann som renner gjennom sprinkler ved et visst trykk per tidsenhet. Dette er ikke vanskelig å gjøre ved å bruke formelen:

Q – vannstrøm fra sprinkleren, l/sek P – trykk ved sprinkleren, MPa K – ytelseskoeffisient.

Verdien av ytelseskoeffisienten avhenger av diameteren på sprinklerutløpet: enn større hull, jo større koeffisient.

I ulike utenlandske standarder kan det være muligheter for å skrive denne koeffisienten avhengig av dimensjonen til parameterne som brukes. For eksempel ikke liter per sekund og MPa, men gallons per minutt (GPM) og trykk i PSI, eller liter per minutt (LPM) og trykk i bar.

Om nødvendig kan alle disse mengdene konverteres fra en til en annen ved å bruke omregningsfaktorer fra Tabeller 1.

Tabell 1. Sammenheng mellom koeffisienter

For eksempel, for SVV-12 sprinkler:

Det må huskes at når du beregner vannforbruk ved hjelp av K-faktorverdier, må du bruke en litt annen formel:

2.3 Vannfordeling og vanningsintensitet

Alle de ovennevnte kravene er i større eller mindre grad gjentatt i både ISO/FDIS6182-1 standarden og GOST R 51043. Selv om det er mindre avvik, er de imidlertid ikke av grunnleggende karakter.

Ganske betydelig faktisk grunnleggende forskjeller mellom standardene gjelder parametrene for vannfordeling over det vernede området. Det er disse forskjellene, som danner grunnlaget for sprinklerens egenskaper, som i hovedsak forhåndsbestemmer reglene og logikken for utforming av automatiske brannslukningssystemer.

En av de viktigste parametrene til en sprinkler er vanningsintensitet, det vil si vannforbruk i liter per 1 m2 beskyttet område per sekund. Faktum er at avhengig av størrelsen og brennbare egenskaper brannbelastning For å garantere slukking, er det nødvendig å gi en viss intensitet av vanning.

Disse parameterne ble bestemt eksperimentelt under en rekke tester. Spesifikke verdier for vanningsintensitet for å beskytte lokaler med ulike brannbelastninger er gitt i Tabell 2 NPB88.

Sikre brannsikkerhet objekt er en ekstremt viktig og ansvarlig oppgave, fra riktig avgjørelse som livet til mange mennesker kan avhenge av. Derfor kan kravene til utstyr som sikrer denne oppgaven neppe overvurderes og kalles unødvendig grusomme. I dette tilfellet blir det klart hvorfor grunnlaget for dannelsen av kravene til russiske standarder er GOST R 51043, NPB 88 5 , GOST R 50680 6 prinsippet om slokking er fastsatt ild en sprinkler.

Med andre ord, hvis det oppstår en brann innenfor det beskyttede området til sprinkleren, må den alene gi den nødvendige vanningsintensiteten og slukke begynnelsen ild. For å utføre denne oppgaven, ved sertifisering av en sprinkler, utføres tester for å verifisere vanningsintensiteten.

For å gjøre dette, innenfor sektoren, er nøyaktig 1/4 av området til sirkelen til den beskyttede sonen, plassert i et sjakkbrettmønster. Sprinkleren er installert ved opprinnelsen til koordinatene for denne sektoren, og den testes ved et gitt vanntrykk.

Figur 5. Sprinklertestskjema i henhold til GOST R 51043.

Etter dette måles vannmengden som havnet i glassene, og gjennomsnittlig vanningsintensitet beregnes. I henhold til kravene i punkt 5.1.1.3. GOST R 51043, på et beskyttet område på 12 m2, må en sprinkler installert i en høyde på 2,5 m fra gulvet, ved to faste trykk på 0,1 MPa og 0,3 MPa, gi en vanningsintensitet på ikke mindre enn spesifisert i tabell 2.

Tabell 2. Nødvendig vanningsintensitet for sprinkleren i henhold til GOST R 51043.

Når man ser på denne tabellen, oppstår spørsmålet: hvilken intensitet skal en sprinkler med d y 12 mm gi ved et trykk på 0,1 MPa? Tross alt passer en sprinkler med slik d y både den andre linjen med kravet på 0,056 dm 3 /m 2 ⋅s, og den tredje linjen på 0,070 dm 3 /m 2 ⋅s? Hvorfor behandles en av de viktigste parametrene til en sprinkler så uforsiktig?

For å avklare situasjonen, la oss prøve å utføre en rekke enkle beregninger.

La oss si at diameteren på utløpshullet i sprinkleren er litt større enn 12 mm. Deretter i henhold til formelen (3) La oss bestemme mengden vann som renner ut av sprinkleren ved et trykk på 0,1 MPa: 1,49 l/s. Hvis alt dette vannet renner nøyaktig på det beskyttede området på 12 m 2, vil en vanningsintensitet på 0,124 dm 3 / m 2 s opprettes. Hvis vi sammenligner denne figuren med den nødvendige intensiteten på 0,070 dm 3 /m 2 ⋅s som strømmer ut av sprinkleren, viser det seg at bare 56,5% av vannet oppfyller kravene til GOST og faller på det beskyttede området.

La oss nå anta at diameteren på utløpshullet er litt mindre enn 12 mm. I dette tilfellet er det nødvendig å korrelere den resulterende vanningsintensiteten på 0,124 dm 3 /m 2 ⋅s med kravene i den andre linjen i tabell 2 (0,056 dm 3 /m 2 ⋅s). Det viser seg enda mindre: 45,2 %.

I den spesialiserte litteraturen 7 kalles parametrene vi beregnet koeffisienten gunstig bruk forbruk

Det er mulig at GOST-kravene bare inneholder de minste akseptable kravene til strømningseffektivitetskoeffisienten, under hvilke sprinkleren, som en del av brannslukningsinstallasjoner, kan ikke vurderes i det hele tatt. Da viser det seg at de virkelige parametrene til sprinkleren skal inneholde teknisk dokumentasjon produsenter. Hvorfor finner vi dem ikke der også?

Faktum er at for å designe sprinkleranlegg for ulike objekter, er det nødvendig å vite hvilken intensitet sprinkleranlegget vil skape under visse forhold. Først av alt, avhengig av trykket foran sprinkleren og høyden på installasjonen. Praktiske tester har vist at disse parameterne ikke kan beskrives matematisk formel, og for å lage en slik todimensjonal datamatrise er det nødvendig å utføre stort antall eksperimenter.

I tillegg dukker det opp flere andre praktiske problemer.

La oss prøve å forestille oss en ideell sprinkler med en strømningseffektivitet på 99%, når nesten alt vannet er fordelt innenfor det beskyttede området.

Figur 6. Ideell fordeling av vann innenfor det vernede området.

På Figur 6 viser det ideelle vannfordelingsmønsteret for en sprinkler med en ytelseskoeffisient på 0,47. Det kan sees at kun en liten del av vannet faller utenfor verneområdet med en radius på 2 m (angitt med den stiplede linjen).

Alt virker enkelt og logisk, men spørsmålene begynner når det er nødvendig å beskytte med sprinkleranlegg stort område. Hvordan skal sprinklere plasseres?

I ett tilfelle vises ubeskyttede områder ( figur 7). I en annen, for å dekke ubeskyttede områder, må sprinklere plasseres nærmere, noe som fører til overlapping av deler av de beskyttede områdene av nabosprinklere ( figur 8).

Figur 7. Opplegg av sprinklere uten blokkering av vanningssoner

Figur 8. Opplegg av sprinklere med overlapping av vanningssoner.

Overlapping av de beskyttede områdene fører til behovet for å øke antallet sprinkleranlegg betydelig, og viktigst av alt vil driften av en slik sprinkler AUPT kreve mye mer vann. Dessuten, hvis ild Hvis mer enn én sprinkler fungerer, vil mengden vann som renner ut være klart for stor.

En ganske enkel løsning på dette tilsynelatende motstridende problemet er foreslått i utenlandske standarder.

Faktum er at i utenlandske standarder gjelder kravene for å sikre den nødvendige vanningsintensiteten for samtidig drift av fire sprinkleranlegg. Sprinklere er plassert i hjørnene av en firkant, på innsiden av hvilke målebeholdere er installert langs området.

Tester for sprinklere med forskjellig utløpsdiameter utføres i forskjellige avstander mellom sprinklere - fra 4,5 til 2,5 meter. På Figur 8 viser et eksempel på arrangement av sprinklere med en utløpsdiameter på 10 mm. I dette tilfellet bør avstanden mellom dem være 4,5 meter.

Figur 9. Sprinklertestskjema i henhold til ISO/FDIS6182-1.

Med dette arrangementet av sprinklere vil vann falle inn i sentrum av det vernede området dersom fordelingsformen er vesentlig mer enn 2 meter, f.eks. Figur 10.

Figur 10. Sprinklervanndistribusjonsplan i henhold til ISO/FDIS6182-1.

Naturligvis vil den gjennomsnittlige vanningsintensiteten med denne formen for vannfordeling avta proporsjonalt med økningen i vanningsarealet. Men siden testen involverer fire sprinklere samtidig, vil overlapping av vanningssoner gi en høyere gjennomsnittlig vanningsintensitet.

I tabell 3 testbetingelser og krav til vanningsintensitet for en rekke sprinkleranlegg er gitt generelt formål i henhold til ISO/FDIS6182-1 standard. For enkelhets skyld er den tekniske parameteren for vannmengden i beholderen, uttrykt i mm/min, gitt i en mer kjent form Russiske standarder mål, liter per sekund/m 2.

Tabell 3. Krav til vanningsintensitet i henhold til ISO/FDIS6182-1.

For å vurdere hvor høyt nivået av krav til størrelsen og ensartetheten av vanningsintensiteten inne i det beskyttede torget er, kan du gjøre følgende enkle beregninger:

1. La oss bestemme hvor mye vann som helles innenfor kvadratet av vanningsområdet per sekund. Det kan sees fra figuren at en fjerdedel av det irrigerte området av sprinklersirkelen er involvert i vanning av firkanten, så fire sprinklere helles på den "beskyttede" firkanten en mengde vann som tilsvarer den som helles ut fra en sprinkler. Ved å dele den angitte vannmengden med 60, får vi strømningshastigheten i l/sek. For eksempel, for DN 10 ved en strømningshastighet på 50,6 l/min får vi 0,8433 l/sek.
2. Ideelt sett, hvis alt vannet er jevnt fordelt over området, for å oppnå den spesifikke intensiteten, bør strømningshastigheten deles på det beskyttede området. For eksempel deler vi 0,8433 l/sek på 20,25 m2, vi får 0,0417 l/sek/m2, som nøyaktig sammenfaller med standardverdien. Og siden ideell fordeling i prinsippet er umulig å oppnå, er tilstedeværelsen av beholdere med et lavere vanninnhold på opptil 10 % tillatt. I vårt eksempel er dette 8 av 81 glass. Du kan innrømme at det er nok høyt nivå jevn fordeling av vann.

Hvis vi snakker om å overvåke ensartetheten av vanningsintensiteten i henhold til den russiske standarden, vil inspektøren møte en mye mer seriøs test av matematikk. I henhold til kravene i GOST R51043:

Den gjennomsnittlige vanningsintensiteten til vannsprinkleren I, dm 3 / (m 2 s), beregnes ved å bruke formelen:

hvor i i er intensiteten av vanning i det i-te måleglasset, dm 3 /(m 3 ⋅ s);
n er antall måleglass installert på det beskyttede området. Vanningsintensiteten i den i-te målebeholderen i i dm 3 / (m 3 ⋅ s) beregnes ved å bruke formelen:

hvor V i er volumet av vann (vandig løsning) samlet i det i-te måleglasset, dm 3;
t – varighet av vanning, s. Vanningsuniformitet, karakterisert ved verdien av standardavviket S, dm 3 / (m 2 ⋅ s), beregnes ved hjelp av formelen:

Vanningsuniformitetskoeffisient R beregnes ved å bruke formelen:

Sprinklere anses å ha bestått testene dersom gjennomsnittlig vanningsintensitet ikke er lavere enn standardverdien med en vanningsuniformitetskoeffisient på ikke mer enn 0,5 og antall måleglass med vanningsintensitet på mindre enn 50 % av standardintensiteten gjør det. ikke overstige: to - for sprinklere av typene B, N, U og fire - for sprinklere av typene G, G V, G N og G U.

Ensartethetskoeffisienten tas ikke i betraktning hvis intensiteten av vanning i målebanker er mindre enn standardverdien i følgende tilfeller: i fire målebanker - for sprinklere av typene V, N, U og seks - for sprinklertypene G, G V, G N og G U.

Men disse kravene er ikke lenger plagiat av utenlandske standarder! Dette er våre opprinnelige krav. Det skal imidlertid bemerkes at de også har ulemper. Men for å identifisere alle ulemper eller fordeler denne metodenå måle jevnheten i vanningsintensiteten vil kreve mer enn én side. Kanskje vil dette bli gjort i neste utgave av artikkelen.

Konklusjon

1. En sammenlignende analyse av kravene til de tekniske egenskapene til sprinklere i den russiske standarden GOST R 51043 og den utenlandske ISO/FDIS6182-1 viste at de er nesten identiske når det gjelder sprinklerkvalitetsindikatorer.
2. Betydelige forskjeller mellom sprinklere ligger i kravene til ulike Russiske standarder på spørsmålet om å sikre den nødvendige intensiteten av vanning av det beskyttede området med en sprinkler. I henhold til utenlandske standarder må den nødvendige vanningsintensiteten sikres ved drift av fire sprinklere samtidig.
3. Fordelen med metoden "én sprinklerbeskyttelse" er den høyere sannsynligheten for at brannen vil bli slukket med én sprinkler.
4. Ulempene inkluderer:

• flere sprinkleranlegg er nødvendig for å beskytte lokalene;
• for driften av brannslukningsanlegget vil det være nødvendig med betydelig mer vann, i noen tilfeller kan mengden øke flere ganger;
• levering av store mengder vann innebærer en betydelig økning i kostnadene for hele brannslukningssystemet;
• mangel på en klar metodikk som forklarer prinsippene og reglene for å plassere sprinkleranlegg i det beskyttede området;
• mangel på nødvendige data om den faktiske intensiteten av vanning av sprinkleranlegg, noe som forhindrer nøyaktig implementering av prosjekteringsberegningene til prosjektet.

Litteratur

1 GOST R 51043-2002. Vann og skum brannslukking automatisk. Sprinklere. General tekniske krav. Testmetoder.

2 ISO/FDIS6182-1. Brannvern - Automatiske sprinkleranlegg - Del 1: Krav og testmetoder for sprinklere.

3 http://www.sprinklerreplacement.com/

4 SP 6. System brannvern. Designnormer og regler. Automatisk brannalarm og automatisk brannslukking. Endelig utkast nr.171208.

5 NPB 88-01 Brannslokkings- og alarmsystemer. Designnormer og regler.

6 GOST R 50680-94. Automatiske vannslokkesystemer. Generelle tekniske krav. Testmetoder.

7 Prosjektering av vann- og skumautomatiske brannslukkingsinstallasjoner. L.M. Meshman, S.G. Tsarichenko, V.A. Bylinkin, V.V. Aleshin, R.Yu. Gubin; Under hovedredaktørskap av N.P. Kopylova. – M.: VNIIPO EMERCOM fra den russiske føderasjonen, 2002.

Valg av brannslukningsmiddel, slokkemetode og type automatisk installasjon brannslukking

Mulige OTV-er velges i henhold til NPB 88-2001. Ta hensyn til informasjonen om anvendeligheten av brannvernutstyr for brannkontrollutstyr, avhengig av brannklassen og egenskapene til den lokaliserte materielle eiendeler Jeg er enig i anbefalingene for slukking av brann i klasse A1 (A1-brenning faste stoffer ledsaget av ulming) vil gjøre vanntåke TRV.

I estimert grafisk oppgave Vi aksepterer AUP-TRV. I det aktuelle bolighuset vil det være en vannfylt stringer (for rom med minimumstemperatur luft 10˚С og over). Sprinklerinstallasjoner aksepteres i rom med høy brannfare. Utformingen av TRV-installasjoner skal utføres under hensyntagen til de arkitektoniske planløsningene til de vernede lokalene og tekniske parametere, tekniske installasjoner ekspansjonsventiler gitt i dokumentasjonen for dysene eller modulære installasjoner TRV. Parametre for den utformede sprinkler-AUP (vanningsintensitet, avløpsvannforbruk, minimum vanningsareal, varighet av vannforsyning og maksimal avstand mellom sprinklere, fastsetter vi iht. I avsnitt 2.1 var det en viss gruppe lokaler i RGZ. For å beskytte lokaler bør du bruke B3 – “Maxstop” sprinkleranlegg.

Tabell 3

Installasjonsparametere for brannslukking.

2.3. Sporing av brannslukningsanlegg.

Figuren viser et rutediagram, ifølge hvilket det er nødvendig å installere en sprinkler i det beskyttede rommet:

Figur 1.

Antall sprinklere i en seksjon av installasjonen er ikke begrenset. Samtidig, for å gi et signal som klargjør plasseringen av en bygningsbrann, samt for å slå på varslings- og røykfjerningssystemer, anbefales det å installere væskestrømsalarmer med responsmønster på tilførselsrørledningene. For gruppe 4 minste avstand fra overkant av gjenstander til sprinklerne skal være 0,5 meter. Avstanden fra sprinklerutløpet installert vertikalt til gulvplanet skal være fra 8 til 40 cm. I den utformede AUP tar vi denne avstanden til å være 0,2 m. Innenfor ett beskyttet element bør det installeres enkeltsprinklere med samme diameter. Sprinklertypen vil bli bestemt basert på resultatet av en hydraulisk beregning.

3. Hydraulisk beregning av brannslukningsanlegget.

Hydraulisk beregning av sprinklernettet utføres med det formål:

1. Bestemmelse av vannføring

2. Sammenligning spesifikt forbruk vanningsintensitet med regulatoriske krav.

3. Bestemmelse av nødvendig trykk på vannmatere og de mest økonomiske rørdiametrene.

Hydraulisk beregning av et brannslokkende vannforsyningssystem kommer ned til å løse tre hovedproblemer:

1. Bestemmelse av trykk ved innløpet til brannslokkingsvannforsyningen (på aksen til utløpsrøret, pumpe). Hvis estimert vannstrømningshastighet er spesifisert, rørledningsrutediagrammet, deres lengde og diameter, samt type beslag. I dette tilfellet begynner beregningen med å bestemme trykktapet under vannbevegelse avhengig av diameteren på rørledningene osv. Beregningen avsluttes med å velge pumpemerke basert på estimert vannmengde og trykk ved begynnelsen av installasjonen

2. Bestemmelse av vannføring basert på et gitt trykk i begynnelsen av slokkeledningen. Beregningen begynner med å bestemme den hydrauliske motstanden til alle rørledningselementer og slutter med å etablere vannstrømningshastigheten med stille inn trykk ved begynnelsen av brannvannsledningen.

3. Bestemmelse av diameteren på rørledningen og andre elementer basert på beregnet vannføring og trykk ved begynnelsen av rørledningen.

Bestemmelse av nødvendig trykk ved en gitt vanningsintensitet.

Tabell 4.

Parametre for Maxtop sprinkleranlegg

I seksjonen ble det tatt i bruk en sprinkler AUP, vi aksepterer at sprinklere av merket SIS-PN 0 0.085 vil bli brukt - sprinklere, vannsprinklere, spesielt formål med konsentrisk strømning, montert vertikalt uten dekorativt dekke med en ytelseskoeffisient på 0,085, en nominell responstemperatur på 57 o, bestemmes den beregnede vannstrømmen i den dikterende sprinkleren av formelen:

Ytelseskoeffisienten er 0,085;

Nødvendig frihøyde er 100 m.

3.2. Hydraulisk beregning av separasjons- og tilførselsrørledninger.

For hver brannslokkingsseksjon fastsettes den mest avsidesliggende eller høyest beskyttede sonen, og hydrauliske beregninger utføres spesifikt for denne sonen innenfor det beregnede området. I samsvar med den fullførte utformingen av brannslukningssystemet er det en blindveiskonfigurasjon, ikke symmetrisk med morgenvannforsyningen, og ikke kombinert. Det frie trykket ved den dikterende sprinkleren er 100 m, trykktapet ved tilførselsseksjonen er lik:

Seksjonslengde på rørseksjonen mellom sprinklere;

Væskestrøm i rørledningsseksjonen;

Koeffisienten som karakteriserer trykktapet langs lengden av rørledningen for det valgte merket er 0,085;

Det nødvendige frie hodet for hver påfølgende sprinkler er summen som består av det nødvendige frie hodet for den forrige sprinkleren og tapet av trykk i rørseksjonen mellom dem:

Vannforbruket til skummiddelet fra den påfølgende sprinkleren bestemmes av formelen:

I avsnitt 3.1 ble strømningshastigheten til den dikterende sprinkleren bestemt. Rørledninger for vannfylte installasjoner skal utføres i galvanisert og rustfritt stål, diameteren på rørledningen bestemmes av formelen:

Areal vannforbruk, m 3 /s

Hastighet for vannbevegelse m/s. vi aksepterer bevegelseshastighet fra 3 til 10 m/s

Vi uttrykker diameteren på rørledningen i ml og øker den til nærmeste verdi (7). Rørene kobles sammen ved sveising, og beslagene vil bli produsert på stedet. Rørledningsdiametre bør bestemmes ved hver designseksjon.

De oppnådde resultatene av den hydrauliske beregningen er oppsummert i tabell 5.

Tabell 5.

3.3 Bestemmelse av nødvendig trykk i systemet

I USSR var hovedprodusenten av sprinkleranlegg Odessa Spetsavtomatika-anlegget, som produserte tre typer sprinklere, montert med en rosett opp eller ned, med en nominell utløpsdiameter på 10; 12 og 15 mm.

Basert på resultatene av omfattende tester, ble det konstruert vanningsdiagrammer for disse sprinklerne over et bredt spekter av trykk og installasjonshøyder. I samsvar med dataene som ble oppnådd, ble standarder etablert i SNiP 2.04.09-84 for deres plassering (avhengig av brannbelastningen) i en avstand på 3 eller 4 m fra hverandre. Disse standardene er inkludert uten endringer i NPB 88-2001.

For tiden kommer hovedvolumet av irrigatorer fra utlandet, siden russiske produsenter PO "Spets-Avtomatika" (Biysk) og CJSC "Ropotek" (Moskva) er ikke i stand til å oppfylle behovene til innenlandske forbrukere fullt ut.

Utsikter for utenlandske sprinklere inneholder som regel ikke data om de fleste tekniske parametere regulert av innenlandske standarder. I denne forbindelse er det ikke mulig å gjennomføre en sammenlignende vurdering av kvalitetsindikatorene for samme type produkter produsert av forskjellige selskaper.

Sertifiseringstester gir ikke en uttømmende verifisering av de innledende hydrauliske parametrene som er nødvendige for utforming, for eksempel diagrammer over vanningsintensitet innenfor det beskyttede området avhengig av trykket og høyden til sprinklerinstallasjonen. Som regel er disse dataene ikke inkludert i den tekniske dokumentasjonen, men uten denne informasjonen er det ikke mulig å utføre arbeidet korrekt. designarbeid ifølge AUP.

Spesielt den viktigste parameteren sprinklere, nødvendig for utformingen av AUP, er intensiteten av vanning av det beskyttede området, avhengig av trykket og høyden på sprinklerinstallasjonen.

Avhengig av utformingen av sprinkleren, kan vanningsarealet forbli uendret, avta eller øke når trykket øker.

For eksempel vanningsdiagrammer for en universell sprinkler type CU/P, installert med stikkontakt oppover, endres nesten litt fra tilførselstrykket i området 0,07-0,34 MPa (fig. IV. 1.1). Tvert imot endres vanningsdiagrammene til en sprinkler av denne typen, installert med rosetten vendt nedover, mer intensivt når tilførselstrykket endres innenfor de samme grensene.

Hvis vanningsområdet til sprinkleren forblir uendret når trykket endres, så innenfor vanningsområdet på 12 m2 (sirkel R ~ 2 m) du kan stille inn trykket Р t ved beregning, hvor vanningsintensiteten jeg krever av prosjektet er sikret:

Hvor R n og i n - trykk og den tilsvarende vanningsintensitetsverdien i samsvar med GOST R 51043-94 og NPB 87-2000.

Verdier i n og R n avhenger av diameteren på uttaket.

Hvis vanningsarealet avtar med økende trykk, så øker intensiteten av vanning mer betydelig sammenlignet med ligning (IV. 1.1), men det er nødvendig å ta hensyn til at avstanden mellom sprinklerne også bør avta.

Hvis vanningsområdet øker med økende trykk, kan vanningsintensiteten øke litt, forbli uendret eller reduseres betydelig. I dette tilfellet er beregningsmetoden for å bestemme vanningsintensitet avhengig av trykk uakseptabel, derfor kan avstanden mellom sprinklere bestemmes kun ved bruk av vanningsdiagrammer.

Tilfeller av manglende effektivitet av brannslokkingsbranner observert i praksis er ofte en konsekvens av feil beregning av de hydrauliske kretsene til brannbrann (utilstrekkelig vanningsintensitet).

Vanningsdiagrammene gitt i noen prospekter fra utenlandske selskaper karakteriserer den synlige grensen til vanningssonen, og er ikke en numerisk karakteristikk av vanningsintensiteten, og villeder bare spesialister fra designorganisasjoner. For eksempel, på vanningsdiagrammer av en universell sprinkler type CU/P, er grensene for vanningssonen ikke angitt med numeriske verdier for vanningsintensitet (se fig. IV.1.1).

En foreløpig vurdering av slike diagrammer kan gjøres som følger.

Etter planen q = f(K, P)(Fig. IV. 1.2) strømningshastigheten fra sprinkleren bestemmes ved ytelseskoeffisienten TIL, spesifisert i den tekniske dokumentasjonen, og trykket på det tilsvarende diagrammet.

For sprinkler kl TIL= 80 og P = 0,07 MPa strømningshastighet er qp =007~ 67 l/min (1,1 l/s).

I henhold til GOST R 51043-94 og NPB 87-2000, ved et trykk på 0,05 MPa, må konsentriske vanningssprinklere med en utløpsdiameter på 10 til 12 mm gi en intensitet på minst 0,04 l/(cm 2).

Vi bestemmer strømningshastigheten fra sprinkleren ved et trykk på 0,05 MPa:

q p=0,05 = 0,845 q p ≈ = 0,93 l/s. (IV. 1.2)

Forutsatt at vanning innenfor angitt vanningsområde med radius R≈3,1 m (se fig. IV. 1.1, a) uniform og alt brannslukningsmiddel kun fordelt over det beskyttede området, bestemmer vi gjennomsnittlig vanningsintensitet:

Dermed samsvarer ikke denne vanningsintensiteten innenfor det gitte diagrammet standardverdi(minst 0,04 l/(s*m2) kreves. For å fastslå om en gitt sprinklerdesign oppfyller kravene i GOST R 51043-94 og NPB 87-2000 på et område på 12 m2 (radius ~2 m) ), er det nødvendig å utføre passende tester.

For kvalifisert prosjektering av AUP skal teknisk dokumentasjon for sprinklere inneholde vanningsskjemaer avhengig av trykk og installasjonshøyde. Lignende diagrammer av en universell sprinkler type RPTK er vist i fig. IV. 1.3, og sprinklere produsert av SP "Spetsavtomatika" (Biysk) - i vedlegg 6.

I henhold til de gitte vanningsdiagrammene for en gitt sprinklerdesign kan det trekkes passende konklusjoner om effekten av trykk på vanningsintensiteten.

For eksempel, hvis RPTK-sprinkleren er installert med rosetten vendt opp, og i en installasjonshøyde på 2,5 m, er vanningsintensiteten praktisk talt uavhengig av trykk. Innenfor området av sonen med radier 1,5; 2 og 2,5 m øker vanningsintensiteten med 2 ganger trykkøkning med 0,005 l/(s*m2), dvs. med 4,3-6,7 %, noe som indikerer en betydelig økning i vanningsarealet. Hvis vanningsområdet forblir uendret med en dobbel økning i trykket, bør vanningsintensiteten øke med 1,41 ganger.

Når du installerer RPTC-sprinkleren med rosetten nede, øker vanningsintensiteten mer betydelig (med 25-40%), noe som indikerer en liten økning i vanningsarealet (med konstant vanningsareal burde intensiteten ha økt med 41%).

Vannforbruket til brannslukking fra brved oljeraffinering og petrokjemisk industri bør tas på grunnlag av to samtidige branner på virksomheten: en brann i produksjonsområdet og en andre brann i området ​råvarer eller lager for brennbare gasser, olje og petroleumsprodukter.

Vannforbruk bestemmes ved beregning, men må tas minst: for produksjonsområdet - 120 l/s, for varehus - 150 l/s. Tilførsel og tilførsel av vann skal sikre slokking og beskyttelse av utstyr ved stasjonære installasjoner og mobilt brannutstyr.

Det estimerte vannforbruket ved brann i et olje- og petroleumsproduktlager bør tas som en av følgende høyeste kostnader: for brannslukking og kjøling av tanker (basert på høyeste strømningshastighet i tilfelle brann av en tank); for brannslukking og kjøling av jernbanetanker, laste- og losseinnretninger og overganger eller for brannslukking av laste- og losseinnretninger for biltanker; den største totalkostnaden for utvendig og innvendig brannslukking av en av lagerbygningene.

Utgifter brannslukningsmidler bør bestemmes basert på intensiteten av deres tilførsel (tabell 5.6) til det estimerte området for slokkeolje og oljeprodukter (for eksempel i bakkebaserte vertikale tanker med et stasjonært tak, det horisontale tverrsnittsarealet på tanken er tatt som det estimerte slukningsområdet).

Vannforbruk for kjøling av bakkebaserte vertikale tanker bør bestemmes ved beregning basert på vanntilførselsintensiteten tatt i henhold til Tabell 5.3. Det totale vannforbruket fastsettes som summen av kostnadene ved kjøling av en brennende tank og kjøling av de som ligger ved siden av denne i gruppen.

Det frie trykket i brunder en brann bør tas som følger:

· ved kjøling med stasjonær installasjon - iht tekniske spesifikasjoner vanningsringer, men ikke mindre enn 10 m på nivået av vanningsringen;

· ved kjøling av tanker med mobilt brannslokkingsutstyr i henhold til de tekniske egenskapene til brannstammer, men ikke mindre enn 40 m.

Den estimerte kjølevarigheten til tankene (brennende og ved siden av den) bør tas som følger:

bakketanker ved brannslukking automatisk system– 4 timer;

· ved slukking med mobilt brannutstyr – 6 timer;

· underjordiske tanker – 3 timer.

Total vannføring fra vannforsyningsnett for å beskytte apparater av kolonnetypen i tilfelle av en betinget brann med stasjonære vanningsinstallasjoner, tas det som summen av vannforbruket for vanning av et brennende apparat av kolonnetypen og to tilstøtende apparater plassert i en avstand på mindre enn to diametre av den største av dem. Intensiteten av vanntilførselen per 1 m 2 beskyttet overflate av kolonne-type enheter med LPG og brennbare væsker er tatt lik 0,1 l/(s×m 2).

La oss vurdere beregningen av en ringvanningsrørledning ved å bruke eksemplet på avkjøling av sideoverflaten under brann i en bakkebasert vertikal tank med brennbare væsker med et stasjonært tak med nominelt volum W= 5000 m 3, diameter d p = 21 m og høyde H= = 15 m En stasjonær tankkjøleinstallasjon består av en horisontal seksjonert vanningsring (vanningsrørledning med vannsprayanordninger) plassert i den øvre sonen av tankveggene, tørre stigerør og horisontale rørledninger som forbinder seksjonsvanningsringen med brannslokkingsanlegget. vannforsyningsnett (Fig. 5.5) .

Ris. 5.5. Diagram over en del av et vannforsyningsnettverk med en vanningsring:

1 – del av ringnettet; 2 – portventil på grenen; 3 – kran for drenering av vann; 4 – tørr stigerør og horisontal rørledning; 5 – vanningsrørledning med innretninger for sprøyting av vann

La oss bestemme det totale forbruket for kjøling av tanken ved intensiteten av vannforsyningen J= 0,75 l/s per 1 m av omkretsen (tabell 5.3) Q = J s d p = 0,75 × 3,14 × 21 = 49,5 l/s.

I vanningsringen bruker vi drenchere med flat rosett DP-12 med utløpsdiameter 12 mm som sprinkler.

Vi bestemmer vannforbruket fra en syndflod ved å bruke formelen,

Hvor TIL – flyt karakteristikk drencher, TIL= 0,45 l/(s×m 0,5); H a= 5 m – minimum fritt trykk Deretter l/s. Bestem antall drenchers. Da Q = nq= 50 × 1 = 50 l/s.

Avstand mellom dykkere med ringdiameter D k = 22 m.m.

Grendiameter d alle leverer vann til ringen, med hastigheten på vannbevegelsen V= 5 m/s er lik m.

Vi aksepterer rørledningens diameter d sol = 125 mm.

Langs ringen fra punktet b til poenget EN vann vil strømme i to retninger, så diameteren på røret til den ringformede seksjonen vil bli bestemt ut fra betingelsen om å passere halvparten av den totale strømningshastigheten m.

For jevn vanning av tankveggene, det vil si behovet for et lett trykkfall i vanningsringen ved diktatoren (pkt. EN) og nærmest punktet b Vi aksepterer drenchers d k = 100 mm.

Ved hjelp av formelen bestemmer vi trykktapet h k i en halvsirkel m = 15 m.

Mengden fritt trykk i begynnelsen av grenen tas i betraktning når pumpekarakteristikkene bestemmes.

For høyere installasjoner (for eksempel destillasjonskolonner) kan flere perforerte rørledninger leveres på forskjellige høyder. Trykket på den høyest plasserte rørledningen med hull bør ikke være mer enn 20–25 m.