CC BY
10
УДК 614.842.62
ОБЪЕМЫ НЕРЕАЛИЗОВАННОЙ ВОДЫ, ИСПОЛЬЗУЕМОИ НА ПРОТИВОПОЖАРНЫЕ НУЖДЫ В Г. МОСКВЕ
Ю. Г. Абросимов
кандидат технических наук, профессор кафедры инженерной теплофизики и гидравлики Академии Государственной противопожарной службы МЧС РФ
Абросимов Юрий Григорьевич
Подгрушный Александр Васильевич
А. В. Подгрушный
кандидат технических наук, начальник кафедры инженерной теплофизики и гидравлики Академии Государственной противопожарной службы МЧС РФ
Предложена методика определения объемов воды на пожаротушение с использованием ведущегося в г. Москве статистического учета пожаров. На основании описаний крупных пожаров определены объемы воды, израсходованные на их тушение, при отборе из централизованной системы питьевого водоснабжения. Выполненные эксперименты показали достаточную точность определения расходов воды насосно-рукавных систем по показанию манометра пожарного автомобиля. Приведены данные по неучтенным затратам воды на пожаротушение в 1996 - 1999 гг., а также затраты воды на поддержание боеготовности пожарных подразделений.
Учитывая необходимость нормирования неучтенных расходов воды в системе питьевого водоснабжения г. Москвы по всем расходным статьям, корректная оценка с достаточной степенью точности количества воды, используемой на пожаротушение, является обязательной частью работы по формированию нормативной базы системы водоснабжения города.
Статистика выездов пожарных подразделений гарнизона пожарной охраны за 1998 и 1999 гг. была предоставлена Управлением оперативного реагирования ГУ МЧС России по г. Москве (УОР ГУ МЧС).
Учет выездов ведется ежемесячно, за год в целом и по всем административным округам г. Москвы. Особый интерес с точки зрения использования воды представляет раздел "время тушения". Классификация пожаров по времени тушения представлено в табл. 1.
Пожарам длительностью более 120 мин обычно присваивается повышенный номер. По таким по-
ТАБЛИЦА 1. Классификация пожаров по времени тушения
№ группы Время тушения, т, мин
1 т =15
2 15 < т< 30
3 30 < т< 60
4 60 < т< 120
жарам составляются подробные описания, приводятся схемы насосно-рукавных систем, подающих воду к месту тушения, указывается время тушения. Поэтому пожары по повышенным номерам вызова (№№ 3-5) следует выделить в отдельную категорию с отдельным определением расходов воды на тушение по каждому пожару. Объем воды, использованный на тушение, в каждой условной группе (№№ 1-4) можно определить следующим образом:
Ж = 0,06п т дт ,м3, (1)
где п — число пожаров соответствующей группы, определяемой временем тушения; т — время тушения, мин; Qm — средний расход воды на тушение, л/с. Для обоснования Qm необходимо провести исследование по определению расходов воды на пожарах в г. Москве.
Расход воды на пожаротушение можно определить, если известна схема подачи и все ее параметры (длина и диаметр рукавных линий, диаметр насадков стволов, высота расположения боевых позиций ствольщиков) и показания манометра на пожарном насосе. Для сбора перечисленных сведений были разработаны карточки и розданы в пожарные части с соответствующим инструктажем по их заполнению.
Результаты расчетов по определению расходов и объемов воды на тушение сведены в табл. 2.
ТАБЛИЦА 2. Сводная таблица по расходам и объемам воды на пожаротушение
Продолжительность пожаров, мин
№ п/п до 15 15-30 30-60 60-120
№ карточки Q,л/с Ж, м3 № карточки Q, л/с Ж, м3 № карточки Q,л/с Ж, м3 № карточки Q, л/с Ж, м3
1 1 3,1 0,93 13 7,1 12,78 24 13,47 48,49 35 18,1 129,6
2 2 3,1 0,79 14 7,0 8,4 25 14,5 43,5 36 17,0 122,4
3 3 9,9 6,59 15 6,76 12,16 26 9,56 130,97 37 13,7 65,76
4 4 3,1 2,23 16 7,4 11,1 27 9,76 34,5 38 15,04 90,24
5 5 3,1 0,74 17 16,7 29,05 28 8,79 31,11 39 40,0 187,2
6 6 3,1 2,69 18 7,2 9,5 29 12,03 36,8 40 3,7 25,3
7 7 3,49 0,42 19 6,95 10,84 30 8,47 22,86 41 7,87 56,6
8 8 7,35 1,99 20 7,1 12,78 31 10,8 38,88 42 14,25 102,2
9 9 3,05 1,46 21 7,4 8,9 32 11,25 33,75 43 13,44 89,5
10 10 3,1 2,79 22 6,6 11,5 33 9,42 29,89 44 11,3 611
11 11 14,6 12,26 23 7,5 11,25 34 10,2 27,54.
12 12 7,008 4,29
13 ЕЖ 37,13 138,26 389 937
14 йсР 3,43 6,98 9,54 13,0
15 йт 3,5 7,0 10,5 14,0
В этой таблице пожары систематизированы в соответствии с временными интервалами по статистике УОР ГУ МЧС г. Москвы (см. табл. 1), и для каждого номера обработанной карточки по учету воды на нужды пожаротушения приведен расход воды на соответствующий реальный пожар и использованный для тушения объем воды.
В строке 13 табл. 2 даны суммарные объемы воды ХЖ, использованные для тушения пожара соответствующей группы по продолжительности тушения (см. табл. 1). По этой величине определялся средний расход воды:
0ср =Ш/ тп,
где п — число анализируемых пожаров соответствующей группы (см. табл. 1), время принималось равным 15, 30, 60 и 120 мин соответственно для каждой группы пожара. Результаты определения Qcp приведены в строке 14 табл. 2. В строке 15 табл. 2 показаны принятые расходы воды на пожаротушение Qm для соответствующей группы пожара. Как видно из табл. 2, полученный Qcp немного ниже (не более чем на 9%) Qm, приведенного в строке 15. При отборе воды через пожарный гидрант в месте соединения гидранта с колонкой в некоторых случаях наблюдается подтекание воды. Это происходит иногда в местах соединений
рукавов, могут быть и небольшие свищи в рукавах. Поэтому для обработки статистических данных следует принять Qm (см. табл. 2, строка 15) одинаковым для всего интервала времени пожара соответствующей группы.
При расчетном определении расходов воды на пожаротушение могут быть неточности в связи с тем, что не учитывались сопротивления разветвлений и переходных головок, местные потери в поворотах рукавных линий и т.д. Для обоснования достоверности расчетного метода определения расходов воды по показаниям манометра на пожарном насосе было выполнено экспериментальное определение расхода воды в насосно-рукавной системе с использованием счетчика воды ВМХ-65. Методика эксперимента и полученные результаты опубликованы в работе Ю. Г. Абросимова, А. В. Подгруш-ного, Д. И. Ермошина*.
Схемы подачи выбирались из описаний реальных пожаров. В целом была установлена достоверность и достаточная точность определения расхода воды на пожаротушение расчетным методом на основании показаний манометра на пожарном насосе*. В большей части опытов ошибка не превышала 5%, а максимальное значение составляло 10,7%. Такая ошибка представляется вполне допус-
Абросимов Ю. Г., Подгрушный А. В., Ермошин Д. И. Оценка точности определения расходов воды на пожаротушение по показанию манометра на автонасосе // Пожаровзрывобезопасность. 2004. Т. 13. № 5. С. 10.
Ж, м3 6000040000 2000010000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Месяц
РИС.1. Сравнительный анализ водопотребления по месяцам: ■ — 1998 г.; О — 1999 г.
Ж, м3 50000 40000 30000 20000 10000
1996
499941
^-- —♦
496836
^^438172
325952
1997 1998 Год
1999
РИС.2. Водопотребление на нужды пожаротушения за 1996- 1999 гг.
тимой, что подтверждает достоверность опытных данных (см. табл. 2).
С учетом проведенных экспериментов и определения имевших место расходов воды на пожарах была выполнена обработка статистических данных. Расчет проводился по формуле (1), а значения Qm принимались по строке 15 табл. 2.
Обработка статистических данных позволяет провести анализ объемов воды, используемых для тушения, по месяцам года, округам г. Москвы и по городу в целом.
Анализ использования воды на пожаротушение по месяцам года (рис. 1) показывает, что во всех округах пик расхода приходится на июнь месяц. При этом объемы использованной воды по округам отличаются существенно: от 9822 м3 в ЮВАО до 4923 м3 в СЗАО. Основная причина высокой пожарной опасности города в июне месяце — тополиный пух, что указывает на необходимость изменения ассортимента зеленых насаждений города. Это приведет не только к снижению материальных потерь от пожаров и затрат на работу пожарной техники, но и к снижению объемов использованной воды на пожаротушение. Так, по городу в целом на пожаротушение в июне 1998 г. было использовано 62000 м3, а в 1999 г. — 71412 м3 (см. рис. 1). В то же время по пожарной опасности этот месяц при проведении предлагаемых мероприятий мог бы быть сопоставим с другими летними месяцами (июль, август), и объемы использованной воды на тушение пожаров и загораний могли бы быть уменьшены на 30000 м3.
Второй несколько меньший пик приходится в основном на апрель месяц, когда при уборке города после зимы сжигается много мусора. Ужесточение административных требований и строгое их соблюдение могут также привести к экономии ~25000 м3 воды.
Анализ затрат воды на пожаротушение за 1999 г. (см. рис. 1) показывает удовлетворительное совпадение, как качественное, так и количественное, в сравнении с 1998 г.
Результаты статистического анализа доказывают, что бессмысленно нормировать суточные и даже месячные расходы воды на противопожарные
нужды, так как такое случайное явление как пожар, а стало быть, и количество использованной на тушение воды, могут быть оценены в среднем за достаточно большой промежуток времени, т.е. не менее чем за год.
В то же время за 1998 г. было использовано 496838 м3 воды, а за 1999 г. — 499941 м3. Эти величины различаются менее чем на 1,5%, что лежит в пределах точности проводимого анализа.
Так как водопотребление на нужды пожаротушения в 1999 г. несколько увеличилось по сравнению с 1998 г., целесообразно проследить эту тенденцию за предыдущие годы. Статистические данные за 1997 и 1996 гг. были предоставлены УОР ГУ МЧС г. Москвы, их обработка представлена на рис. 2.
Тенденция возрастания используемых на пожаротушение объемов воды следующая: в 1997 г. по сравнению с 1996 г. — 34%; в 1998 г. по сравнению с 1997 г. — 8%; в 1999 г. по сравнению с 1998 г. -1,5%. Данные статистики говорят о некоторой стабилизации в использовании воды на пожаротушение. Однако было бы полезно и в последующие годы проследить динамику водопотребления на нужды пожаротушения.
На основании описаний крупных пожаров определены объемы воды, израсходованные на их тушение, при отборе из централизованной системы питьевого водоснабжения.
Расходы из стволов приняты с учетом технических характеристик пожарно-технического оборудования (ПТО) и экспертных оценок, а также проведенных экспериментов.
Получено, что за 1999 г. на тушение крупных пожаров было израсходовано 40661 м3 воды. Следовательно, доля воды, использованной на тушение крупных пожаров за 1999 г., от общего объема воды на тушение пожаров, определенного на основании статистических данных за этот период, составила 8%.
Объем воды, используемый на пожаротушение в г. Москве, может быть определен следующим образом:
Ж = кЖ
'' пт '' ст?
где Жст — объем воды, полученный на основании
статистического учета пожаров за год;
к ~ 1,08 — коэффициент, учитывающий затраты воды на крупные пожары за год. Указанное значение коэффициента целесообразно уточнить, проведя аналогичную работу за 2000 - 2004 гг. С учетом принятого значения к суммарный объем воды на тушение пожаров в 1998 - 1999 гг. составит:
Жпт, 1998 = 5 3 6 5 85 м3/год;
ЖПт, 1999 = 540602 м3/год.
К неучтенным следует отнести расходы воды на проверку и промывку пожарных гидрантов, проведение пожарно-тактических занятий (ПТЗ), пожарно-тактических учений (ПТУ) и проверки боеготовности подразделений, окружных и городских соревнований пожарных подразделений по профессиональным видам спорта.
Проверка всех пожарных гидрантов производится 2 раза в год (весенний осмотр осуществляется с 1 апреля по 31 мая и осенний — с 1 сентября по 31 октября).
Определим среднее значение расхода воды при проверке и промывке одного гидранта. При этом примем среднее значение давления в городской сети перед гидрантом 3 кгс/см2. При испытаниях и промывке открывается один штуцер. В соответствии со справочными данными сопротивление гидранта и колонки при работе на один штуцер Бг+К =1,2 • 10-2 с2-м/л2. Тогдарасход воды Q = 50 л/с. Время излива воды обычно составляет не более 1 мин. Годовой расход на две проверки и промывку гидрантов в городе составит не более Жпг = = 329508 м3/год.
В табл. 3 представлены сведения о проведении ПТЗ, ПТУ и проверок в городе в 79-ти пожарных частях и в 10-ти отдельных постах за год.
При проведении ПТЗ, ПТУ и проверок время работы стволов составляет не более 1 мин. При работе двух стволов РС-50 объем воды при проведении 2352 ПТЗ составит не менее Ж = 988 м3/год, одного ствола РС-50 и проведении 624 ПТЗ — Ж = 131 м3/год, трех стволов РС-50 и проведении 816 ПТЗ — Ж = 514 м3/год.
Таким образом, объем воды, используемой на проведение ПТЗ в г. Москве в течение года, может быть равен ЖПТЗ = 1633 м3/год.
На 120 пожарно-тактических учениях и 12 проверках с работой 4-х стволов РС-50 в течение года будет израсходован объем воды ЖПТУ =111 м3/год.
В каждом округе города, а затем в городе в целом ежегодно проводятся соревнования по пожар-но-прикладному спорту (ППС). На соревнованиях обычно работают два ствола РС-50 и два ствола
ТАБЛИЦА 3. Проведение ПТЗ, ПТУ и проверок в г. Москве за год
Количество видов Количество подаваемых
стволов и их типы
2352 ПТЗ 2 шт. РС-50
624 ПТЗ 1 шт. РС-50
816 ПТЗ 3 шт. РС-50
120 ПТУ 4 шт. РС-50
12 проверок 4 шт. РС-50
РС-70 в течение ~ 1 мин. В гарнизоне пожарной охраны города проводится 11 соревнований с забором из сети расхода воды Q = 21 л/с в течение 1 мин.
В окружных соревнованиях по ППС принимают участие не менее 79 команд (по количеству пожарных частей, имеющих выездную технику). В городских соревнованиях участвуют 10 команд (по одной от каждого округа). Таким образом, воду подают 89 раз. Тогда израсходованный объем воды на проведение соревнований составит Жсор =112 м3.
На поддержание боевой готовности московского гарнизона пожарной охраны используется объем воды:
Ж = Жпг + Жптз + Жпту + ЖсоР = 331 364 м3/год.
Расходы воды из стволов РС-50 и РС-70 принимались в соответствии с их техническими характеристиками и с учетом того, что радиус действия рабочей струи из пожарного ствола Я = 17 м.
Общие неучтенные затраты воды из централизованной системы питьевого водоснабжения, используемой на пожаротушение и поддержание в боевой готовности пожарных подразделений в 1998 - 1999 гг.:
Ж1998 = 867 949 м3/год;
Ж1999 = 871 142 м3/год,
что составляет около 0,04% от объема воды, потребляемого в городе за год.
Таким образом, в статье предложена методика определения объемов воды на пожаротушение на основе использования ведущегося в г. Москве статистического учета пожаров. Выполненные эксперименты показали достаточную точность определения расходов воды насосно-рукавных систем по показанию манометра пожарного автомобиля (без учета сопротивлений переходных полугаек и разветвлений). Определены неучтенные затраты воды на пожаротушение в 1996 - 1999 гг., а также затраты воды на поддержание боеготовности пожарных подразделений.
Поступила в редакцию 12.02.05.
