CC BY
78
ПРОБЛЕМЫ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
3(50) 2009
СВОБОДНЫЕ НАПОРЫ В НАРУЖНЫХ ВОДОПРОВОДАХ В СВЕТЕ ТРЕБОВАНИЙ ФЕДЕРАЛЬНОГО ЗАКОНА № 123 ОТ 22.07.2008 г.
А.Ю. Кочкин,
ст. преподаватель кафедры пожарной техники, автоматики и связи
ФГОУ ВПО ВСИ МВД России
О.Г. Белоусов,
доцент кафедры пожарной техники, автоматики и связи ФГОУ ВПО ВСИ МВД России
Д.Г. Дудин,
начальник отдела Управления организации пожаротушения и применения сил и средств Главного управления МЧС России по Иркутской области
С 1 мая 2009 г. вступили в силу требования пожарной безопасности, изложенные в Федеральном законе № 123 от 22.07.2008 г. «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности». Требования пожарной безопасности к противопожарному водоснабжению поселений отражены в статье 68 Федерального закона. Авторами приводится подробный расчет и обоснование свободных напоров в наружных водопроводах в соответствии с требованиями Федерального закона №123, а также СП 8.13130-2009.
Since May, 1st, 2009 the requirements of fire safety stated in the Federal law №123 from 22.07.2008 «Technical regulations about requirements of fire safety» have come into force. Requirements offire safety to fire-prevention water supply of settlements are reflected in article 68 of the Federal law. Authors of article result detailed calculation and a substantiation of free pressures in external water pipes according to requirements of the Federal law №123, and also the arch of rules 8.13130-2009*.
Kochkin A.J., Belousov O.G., Dudin D.G. Free pressures in external water pipes in the light of requirements of the federal law № 123 from 22.07.2008.
— ВЕСТНИК ВОСТОЧНО-СИБИРСКОГО ИНСТИТУТА МВД РОССИИ —
84
ПРОБЛЕМЫ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
3(50) 2009
Известно, что системы наружного водоснабжения должны подавать воду под требуемым напором. Для обеспечения требуемого напора насосов необходимо преодолеть потери напора на местные и линейные сопротивления, поднятия воды на требуемую высоту, а также создание свободного напора у наиболее удалённого пожарного гидранта.
В соответствии с «Техническим регламентом о требованиях пожарной безопасности» (ТРоТПБ), принятого Федеральным законом от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ (п. 14 ст. 68), минимальный свободный напор в сети противопожарного водопровода низкого давления населённого пункта (на уровне поверхности земли) при пожа-
ротушении должен приниматься не менее 10 м. То же требование предъявляет п. 4.4 СП 8.13130-2009: минимальный свободный напор в сети водопровода населённого пункта должен приниматься при одноэтажной застройке не менее 10 м, при большей этажности на каждый этаж следует добавлять 4 м. Тем не менее, максимальный свободный напор в сети водопровода не должен превышать 60 м. Поэтому для водопроводной сети низкого давления справедливо следующее выражение:
10 м < Нсв < 60 м. (1)
Изобразим положение пьезометрических линий при заборе воды из пожарного гидранта в сети низкого давления (рис. 1).
hp = П хЭр xQ2 Нст = Эн xQ2
N
О
+
т
+
N
О
Рис. 1. Схема к определению величины свободного напора в водопроводе
низкого давления
Нормативная величина свободно- напорно-всасывающих рукавах, водо-го напора 10 м позволяет преодолеть сборнике и попасть воде самотёком в гидравлические сопротивления в по- рабочую полость насоса. Далее требуе-жарном гидранте и колонке, а также в мый напор создаёт пожарный насос.
ВЕСТНИК ВОСТОЧНО-СИБИРСКОГО ИНСТИТУТА МВД РОССИИ
85
ПРОБЛЕМЫ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
3(50) 2009
Следует отметить, что в крупных городах и населённых пунктах величина свободного напора намного больше, чем 10 м. Это позволяет производить забор воды на тушение пожара без насоса, а непосредственно от пожарной колонки.
Кроме водопровода низкого давления, в ТРоТПБ регламентируются требования по величине свободного напора в водопроводе высокого давления. В настоящее время новыми нормативными правовыми документами предъявляются более строгие требования, чем было ранее. Проведём анализ устаревших и новых требований нормативных документов.
Необходимо определить величину свободного напора для водопровода высокого давления. До принятия ТРоТПБ и соответствующих сводов правил требования к свободным напорам излага-
__ Ф
лись в п. 2.30 СНиП 2.04.02-84 , в котором говорилось: «Свободный напор в сети противопожарного водопровода высокого давления должен обеспечивать высоту компактной струи не менее 10 м при полном расходе воды на пожаротушение и расположении пожарного ствола на уровне наивысшей точки самого высокого здания». Более того в п. 2.29 написано, что «противопожарный водопровод следует принимать низкого давления, противопожарный водопровод высокого давления допускается принимать только при соответствующем обосновании». В примечании к этому пункту указывается «для населённых пунктов с числом жителей до 5 тыс. чел., в которых не предусматривается профессиональная пожарная охрана, противопожарный водопровод дол-
жен приниматься высокого давления».
В первую очередь необходимо определить полный расход воды на пожаротушение для населённого пункта численностью менее 5 тыс. чел. До 2009 г. расходы воды на наружное пожаротушение определя-
_ Ф
лись по табл. 5 СНиП 2.04.02-84 . Обращаясь к этой таблице, мы увидим, что для населённого пункта с числом жителей свыше 1000 до 5000 человек расход на наружное пожаротушение составляет 10 л/с, как для двухэтажной застройки, так и для зданий большей этажности. Поэтому для расчёта принимаем величину расхода на наружное пожаротушение 10 л/с.
Далее следует отметить, что в водопроводе высокого давления напор, необходимый для тушения пожара непосредственно от пожарных гидрантов, создаётся специальными пожарными насосами, которые установлены на насосной станции. При этом в водопроводе высокого давления стационарные пожарные насосы должны быть оборудованы устройствами, обеспечивающими пуск насосов не позднее чем через 5 мин после подачи сигнала о возникновении пожара. В данном случае на пожарный гидрант устанавливается пожарная колонка и уже от неё прокладываются пожарные рукава с пожарными стволами (рис. 2). При этом в расчёт принимают пожарные рукава непрорезиненные длиной 120 м, диаметром 66 мм и два ствола с насадками диаметром 19 мм с расходом по 5 л/с каждый, чтобы обеспечивался нормативный расход воды на наружное пожаротушение.
ВЕСТНИК ВОСТОЧНО-СИБИРСКОГО ИНСТИТУТА МВД РОССИИ
86
ПРОБЛЕМЫ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
3(50) 2009
"Ж"
hp
Z
зд
иТПТТТ
Нсв - 28 + Zзд
////// ////////////////////// //////// 1/1///I/
/р.л - 120 м
-к
Рис. 2. Схема подачи воды при водопроводе высокого давления
Свободный напор на пожарном гидранте в водопроводе складывается из потерь напора в гидранте Иг и пожарной колонке Ик, потерь напора в рукавной линии Ир, напора на пожарном стволе Нств, и высоты подъёма воды на крышу здания Z^. Это условие можно записать следующим выражением:
Нсв - Ь + Ик + Ир + Нств + Zзд, (2) Потери напора на пожарном гидранте определяем по формуле:
Ь - Бг • Q2 - 0,002 • 402 = 3,2 м, где Бг - 0,002 - сопротивление пожарного гидранта по ГОСТ 8220-85; Q - максимальный расход, который можно получить из пожарного гидранта.
Потери напора на пожарной колонке:
Ьк - Бк • Q2 - 0,003391 • 302 = 3,05 м, где Бк - 0,003391 - сопротивление пожарной колонки по ГОСТ Р 53250-2009; Q - максимальный расход, который
можно получить из пожарной колонки.
Потери напора в рукавной линии определяются по формуле:
Ир - n • Бр • Q2 - 6 • 0,077 • 52 = 11,55 м, где n - 6 - количество рукавов в линии длиной 120 м; Бр - 0,077 - сопротивление пожарного рукава [Абросимов Ю.Г., 2005, с. 95, табл. 4.5].
Напор на пожарном стволе определяем по формуле:
Н - SH • Q2 - 0,634 • 52 = 15,85 м, где SH - 0,634 - сопротивление насадки ствола диаметром 19 мм [Абросимов Ю.Г., 2005, с. 223]; Q - расход из пожарного ствола, 5 л/с.
Окончательно получим:
Нсв - 3,2 + 3,05 + 11,55 + 15,85 + Zзд.
Таким образом, величина свободного напора для водопровода высокого давления для получения компактной струи не менее 10 м будет определяться следующим выражением:
Нсв - 33 + Zзд. (3)
ВЕСТНИК ВОСТОЧНО-СИБИРСКОГО ИНСТИТУТА МВД РОССИИ
87
ПРОБЛЕМЫ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
3(50) 2009
После выхода в свет ТРоТПБ и СП требования к водопроводу высокого давления изменились. В поз. 15 ст. 68, ТРоТПБ и п. 4.4 СП 8.13130.2009 говорится: «...Минимальный свободный напор в сети противопожарного водопровода высокого давления должен обеспечивать высоту компактной струи не менее 20 м при максимально необходимом расходе воды на пожаротушение и расположении пожарного ствола на уровне наивысшей точки самого высокого здания».
Поэтому необходимо провести расчёты и обосновать величину свободного напора для получения компактной струи не менее 20 м.
Для получения компактной струи длиной не менее 20 м со ствола с насадкой 19 мм необходимо создать напор на пожарном стволе 35,6 м и расход 7,5 л/с [Абросимов Ю.Г., 2005, табл. 6.5, с. 262].
Потери напора в рукавной линии:
Ир = 6 • 0,077 • 7,52 = 26 м.
Подставим полученные значения в формулу (2) и получим:
Нсв = 3,2 + 3,05 + 26 + 35,6 + 7зд.
Отсюда следует, что свободный
напор в водопроводе высокого давления можно определить следующим выражением:
Нсв = 67,85 + 7зд. (4)
Из формулы (4) видно, что величина свободного напора выходит за рамки нормативного максимального напора в сети объединённого водопровода, равный 60 м.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что водопроводы высокого давления целесообразно устраивать на предприятиях хранения и переработки лесоматериалов, а также переработки легковоспламеняющихся и горючих жидкостей (ЛВЖ и ГЖ), электростанциях, где при пожаре требуются повышенные напоры и расходы воды. На этих промышленных объектах устраивается раздельный наружный противопожарный водопровод, от которого питаются стационарные лафетные стволы на вышках, роботизированные пожарные комплексы, кольца орошения и гидромониторы. Проектирование водопровода высокого давления для населенного пункта с числом жителей до 5000 человек экономически не целесообразно.
ВЕСТНИК ВОСТОЧНО-СИБИРСКОГО ИНСТИТУТА МВД РОССИИ
88
