Проектирование и расчет хозяйствено-противопожарного водопровода.

Общие положения.

Для жилых зданий необходимость устройства внутреннего противопожарного водопровода, а также минимальные расходы на пожаротушение следует определять по табл. 1.1. [1].

- при числе этажей от 1 до 16 – 1 струя с расходом 2,5 л/с;

- то же при общей длине коридора св. 10м – 2 струи по 2,5 л/с;

- при числе этажей св. 16 до 25 – 2 струи по 2,5л/с;

- то же при общей длине коридора св. 10 м – 3 струи по 2,5 л/с.

Для зданий управлений, клубов и т.д. – согласно указанной таблице. Пожарные нужды производственных зданий в зависимости от их огнестойкости и категории опасности определяются по табл. 2 и 3 [1]. Требования к необходимым напорам в зависимости от высоты помещения даны в табл. 3 [1] и в приложении 8 данных указаний.

Необходимость устройства систем автоматического пожаротушения принимается согласно требований соответствующих СНиП и перечней зданий и сооружений, подлежащих оборудованию этими системами.

Внутренний противопожарный водопровод НЕ СЛЕДУЕТ принимать в случаях, приведенных в п. 6.5 [1]. Для комплекса зданий различной этажности и помещений различной пожарной опасности расходы воды принимаются из расчета наиболее опасной категории потребителей.

Гидростатический напор в системе хозяйственно-противопожарного водопровода на отметке наиболее низко расположенного санитарно-технического прибора не должен превышать 60м.

Гидростатический напор в системе раздельного противопожарного водопровода на отметке наиболее низко расположенного крана не должен превышать 90м (п. 6.7. [1]).

Свободные напоры у внутренних пожарных кранов должны обеспечивать получение компактных струй высотой, необходимой для тушения пожара в самой высокой и удаленной части здания. Наименьшую высоту и радиус действия компактной части пожарной струи следует принимать равными высоте помещения, считая от пола до наивысшей точки перекрытия (покрытия), но не менее:

6м – в жилых, общественных, производственных и вспомогательных зданиях промышленных предприятий высотой 50м;

8м – в жилых зданиях высотой свыше 50м;

16м – в общественных и прочих зданиях высотой св. 50м (п. 6.8. [1]).

Условия установки водонапорных баков указаны в п. 6.9 [1].

В зданиях 6 и более этажей при объединенной системе хозяйственно-противопожарного водопровода пожарные стояки следует закольцовывать поверху. При этом предусматривается кольцевание пожарных стояков с одним или несколькими водоразборными стояками с установкой запорной арматуры. Стояки раздельной системы противопожарного водопровода рекомендуется соединять перемычками с другими системами водопровода при условии допустимых напоров (п. 6.11 [1]).

Каждую точку помещения следует орошать двумя струями из двух пожарных стояков. При длине коридора до 10м для жилых зданий в этих условиях допускается орошение двумя струями из двух кранов одного стояка. Минимальный радиус орошения таким образом для пожарного шланга длиной 10м составляет 16м, а 20м – 26м.

По требованиям п. 6.11-6.13 пожарные стояки устанавливаются в вестибюлях, на лестничных площадках, проходах и др. отапливаемых помещениях. Пожарные краны располагаются на высоте 1,35м от пола в шкафчиках, комплектуются пожарными шлангами-рукавами одинакового с краном диаметра длиной 10, 15 или 20 м и пожарным стволом. Число струй, подаваемых из каждого стояка предусматривается не более двух (при установке кранов по одному или по два).

Минимальный диаметр пожарного стояка или ответвления – 50мм.

Для зданий с числом пожарных кранов более 12 предусматривается устройство двух вводов водопровода, питаемых из различных участков внешней сети.

4.2. Порядок проектирования и расчета.

С учетом вышеуказанных требований и по ориентировочному расчетному напору (см. раздел 2 данных мет. указаний) определяются с системой водоснабжения - объединенной хозяйственно-противопожарной или раздельной (расчетный напор до 60м – объединенная, до 90м - раздельная).

Составляется аксонометрическая схема с учетом пожарных стояков, аналогично схеме хозяйственно-питьевого водопровода, как описано в разделе 2 данных мет. указаний.

После составления аксонометрической схемы производится гидравлический расчет диаметров ее трубопроводов аналогично разделу 2 с учетом расходов пожарных стояков. Пожарный расход здания определяется с учетом принятого количества условных пожарных струй (по п.6.1. [1]), Потом он делится на все количество пожарных кранов, определяя расход каждого пожарного крана. Участки между пожарных кранов на стояках – это расчетные участки пожарного водопровода. Для участков, пропускающих расходы хозяйственно-противопожарные (на магистрали хозяйственно-противопожарного водопровода) рассчитываются суммарные расходы хозяйственного и противопожарного:

В табл. 1.1. для учета общих расходов добавляется еще две графы: для «q_пож» и «q_общ». По ним и определяются диаметры трубопровода соответствующих участков. Причем пожарные трубопроводы и участки хозяйственно-противопожарных трубопроводов, пропускающие пожарные расходы, должны приниматься только из стальных труб.

При определении потерь напора: H_l=(1+K_l)il, где К определяют согласно п. 7.7[1]:

- для объединенного хозяйственно-противопожарного водопровода – 0,2

- для объединенного производственно-противопожарного водопровода – 0,15

- для отдельного противопожарного водопровода – 0,1.

После гидравлического расчета определяют требуемый пожарный напор с учетом свободных напоров (H_f) (прил. 8) пожарной сети. Если полученное значение Н_п превышает допустимые значения, приведенные выше, то делается вывод о необходимости зонирования системы, установке регуляторов давления, гасительных диафрагм. Расчет диафрагмы дан в п.8.6 [1].

Пример расчета хозяйственно-противопожарного водопровода.

Объемно-планировочное решение водопровода и канализации здания автомойки на три рабочих места в г. Мариуполе.

Запроектированы хозяйственно-противопожарный водопровод В1, В8 и канализация К1 - промышленногоздания автомойки, совмещенного с магазином.

Хозяйственно-питьевое и противопожарное водоснабжение здания предусматривается от внешнего водопровода В1. Промышленные нужды автомойки удовлетворяются специальным водопроводом В3, который должен проектироваться по специальным техническим условиям и здесь не рассматривается.

Запроектирован хозяйственно-противопожарный водопровод из расчета объема в 2 пожарных струи по 2,5 л/с условного пожарного расхода по п. 6.табл. 2 [1] для категории пожарной опасности IV и степени огнестойкости конструкций – В при объеме до 5 тыс. м³.

Согласно п. 6[1], при числе пожарных кранов до 12 (в данном случае – 4), хозяйственно-противопожарный водопровод устроен по тупиковой схеме разводки (без кольцевания), с одним вводом.

Ввод водопровода В1,8—из стальных водогазопроводных труб ГОСТ 3262—75 диаметром условного прохода 80 мм. Пожарная часть водопровода стояк В8 - из стальных труб диаметром 50 мм. Хозяйственно-питьевой участок водопровода—из полипропиленовых труб РРRС типа3 диаметром 16,20 и 25 мм условного прохода. Предусмотрен один стояк В1. Водомер подобран на хозяйственно-питьевой участок внутренней сети—марки ВКМ-5 с диаметром условного прохода 20 мм. Для включения пожарного водовода предусмотрен проходной автоматический клапан на соответствующее давление на обводной линии водомера – диаметром 80 мм условного прохода. Для мыться рук горячей водой предусмотрен местный водонагреватель с подачей горячей воды на смесители умывальников.

Предусмотрен один поливочный кран, согласно рекомендациям [1] п.10.7.

Даны рекомендации об устройстве резервного бака емкостью м³ и пожарного насоса для повышения надежности системы пожаротушения, без ее зависимости от перерывов в подаче воды от внешней сети.

Хозяйственно-бытовая система канализации принята вентилируемого типа. Она обслуживает 3 умывальника, 2 унитаза и душ. Имеется один стояк и один выпуск. Трубопровод от умывальников, принят из полипропиленовых труб РРRС типа 3 — 50 мм., участков с унитазами и стояка К1-110 мм. Выпуск предусмотрен из труб ПНД-75-С по ГОСТ 18599-83. d =110 мм, при уклоне 0,02 (минимальном стандартном). Отметки заглубления ввода (-1,45) и выхода выпуска (-0,85) определены из условия промерзания грунта для Донецкой области -1 м.

2. Гидравлический расчет сети хозяйственно-противопожарного водопровода автомойки

Цель гидравлического расчета – определение экономичных диаметров и требуемого напора на вводе в здание.

Расчет производится в следующем порядке.

По п.6 [1] табл. 2 для здания степенью огнестойкости –«IV» при категории пожарной опасности производства «Б» и объеме около 2,4 м³ выбирается противопожарный расход – две условных пожарных струи по 2,5 л/с каждая с общим пожарным расходом 5 л/с. Назначаем требуемое количество пожарных стояков 2 и кранов (по два на каждом стояке), из расчета охвата всех точек помещения двумя соседними пожарными струями. Помещаем по пожарных краны на один стояк В8. При условиях радиуса охвата помещения одной струей: 20 м длины пожарного рукава плюс высоту помещения −6 м, получается 26 м. Принято по 2 пожарных крана на одном этаже на пожарном стояке – всего 8. Расход одного пожарного крана – 0,125 л/с. Пожарная часть водопровода и ввод до ответвления на пожарный стояк предусматривается из стальных труб ГОСТ 3262-75Б остальной хозяйственной сети—из полипропиленовых туб РРRС тип 3.

Хозяйственно-питьевую часть сети –В1 разбиваем на участки постоянных

расходов, начиная от самой высоко расположенной и удаленной точки от ввода. Участком постоянного расхода считается трубопровод, заключенный между точками присоединения водоразборной арматуры или ответвлений. Таких участков на основном расчетном направлении - 7.

Определяем расчетные расходы по прил. 3[1]. Находим максимальный расчетный секундный расход на участке:

где q^tot- секундный общий расход воды, определяемый по приложению 3 [1].

- коэффициент, данный в прил. 4[1], в зависимости от общего числа приборов на расчетном участке и вероятности их действия P^tot:

;

где q^tot_hru - норма расхода воды в час наибольшего водопотребления, л / ч, по прил.3 [1].

u - общее число работников в здании − 8 чел.

N - число водоразборных приборов в здании – 6 приборов.

Выбираем диаметры труб по известным расходам участков и рекомендуемым скоростям: в подводках к приборам – не более 2,5м/с (на первом расчетном участке), в магистралях и стояках – 0,9-1,2 м/с;

Потери напора определяем по формуле:

Не = il(l+Kl), м для пластмассовых труб.

где i – потери напора на 1 м длины трубопровода по [4].

l – длина расчетного участка, м;

K _l – поправочный коэффициент, равный 0,2 для хозяйственно-противопожарного водопровода по п. 7.7 [1].

По приложению 3 СНиП [1] нормы водопотребления холодной воды выбираются для по п. 34:

q_о^tot=0,14 л/с; q_hru^tot= 14,1л/ч;

14,1* 8

Р^tot = -----------------= 0,037

3600*0,14*6

Результаты сводим в ведомость гидравлического расчета – табл. 1.

Таблица 1.

Ведомость гидравлического расчета хозяйственно-противопожарного водопровода.

Номер участ-ков	N, шт	q_o ^tot, л/с	Р^tot	N* Р^tot	a	q^tot, л/с	q^пож, л/с	q^сум, л/с	d, мм	V, м/с	i,м/м	l
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
1-2	1	0,14	0,037	0,037	0,25	0,18	-	0,18	16	1,59	0,354	2,5
2-3	2	0,14	0,037	0,074	0,309	0,22	-	0,22	20	1,2	0,150	2
3-4	3	0,14	0,037	0,111	0,355	0,25	-	0,25	25	0,76	0,05	1,7
4-5	4	0,14	0,037	0,148	0,399	0,28	-	0,28	25	0,9	0,061	1
5-6	5	0,14	0,037	0,185	0,435	0,3	-	0,3	25	0,91	0,068	0,9
6-7	6	0,14	0,037	0,222	0,467	0,33	-	0,33	25	1,05	0,09	1
7-8	6	0,14	0,037	0,222	0,467	0,33	5,33	5,33	80	1,07	0,033	9,5

9-8	2	-	-	-	-	-	2,5	2,5	50	1,18	0,07	16,5

К	Н_l, м
14	15
0,2	1,062
0,2	0,26
0,2	0,107
0,2	0,07
0,2	0,073
0,2	0,108
0,2	0,376
Н_tot=2,06 м
0,2	1,39

Подбор устройства для измерения расхода воды.

Выбираем водомер для хозяйственно-питьевого расхода q^tot=0,33 л/с. Ориентировочно минимальный диаметр условного прохода водомера принят равным 20 мм. Потери напора на водомере определяем по формуле:

, м, где

q^tot – расход на участке с водомером по табл. 6.1;

S – удельное сопротивление водомера с выбранным диаметром условного прохода по приложению 4 [1].

Пусть d_у=20 мм; S=0,4м/(м³ /с)³- на хозяйственно-питьевой расход 0,33 л/с.

Н_m= 0,4*(0,33*3,6)²=1,41< 2,5 м - водомер выбран. Марка водомера ВКМ-5. Водомер располагается в вспомогательном помещении подвала.

На противопожарный расход 5,33 л/с: при диаметре условного прохода 80 мм водомер не подбираем. Линия должна включаться при наличии пожарного расхода при срабатывании открытия специального клапана.

Требуемый напор для подачи воды в здание определяем по формуле:

H_тр=H_geom+H_tot+H_m+H_f, м, где

H_geom – геометрическая высота подъема воды в здании. Она определяется как разность отметок оси диктующего участка и ввода в здание. Для режима пожаротушения это разность отметок присоединения верхнего пожарного крана и ввода:

H_geom= 2,100-(-1,45)=3,55 м

H_f – свободный напор у диктующего санитарного прибора по прил.2 [1]. Для пожаротушения при длине шланга 20 м и максимальной высоте помещения 6 м (до верха конструкции) принимаем по табл.3 [1] H_f=6 м.

H_m – потери напора на водомере в режиме пожаротушения – не учитываются, поскольку расход идет по обводной линии.

H_tot – потери напора в трубах, суммарные по табл. 1 – 2,06 м.

Н_тр= 3,55+2,06+6=11,61 м.

Гарантийный напор во внешней сети обеспечит такой требуемый напор при норме для 2-этажной застройки территории: Н_гар= 10+(n-1)*4, где n−число этажей. При отсутствии такого напора в сети рекомендуется установка насоса на случай пожарного водоразбора: марка – К20 (подача 5,5 л/с, напор 20 м).

Для резерва на пожаротушение можно предусмотреть запасной бак на 1 час тушения пожара. Емкость бака: W =5,33*3600=19,2 м³=3х3х2,2м. Его можно расположить под полом здания. Тогда обязателен пожарный насос К20.

В режиме максимального водопотребления (нормальной работы), требуемый напор составит:

3,55 +1,7+1,41 + 3 = 9,66 м‹ 10 м. (без потерь на участке 7-8, как очень малых, плюс потери на водомере -1,41, плюс свободный напор − 3 м для душа по прил. 2 [1]). То есть гарантирована работа при минимальном допустимом гарантийном напоре −10 м во внешней сети В1.

Горячую воду, необходимое количество которой предусмотрено нормами [1], предусмотрено приготавливать в местных водонагревателях проточного или стационарного типов. Горячая вода подается к смесительной арматуре умывальников.

Спецификация оборудования

Поз.	Обозначение	Наименование	Кол	Масса ед, кг	Примечание
В1,В8	Хозяйственно-противопожарный водопровод

1	ГОСТ 3262-75 с изм.	Трубы стальные водогазопроводные
		d=50 мм	21,5	4,22	1м
		d=80 мм	9,5	5,95	1м
1а	РРRС тип 3	Трубы полипропиленовые d=16 мм	5,5	0,092	1м
		d=20 мм	1,2	0,125	1м
		d=25 мм	11,1	0,172	1м
2	ГОСТ9086-74	Вентиль запорный муфтовый d=20 мм	2	0,47	1 шт.
3		d=25 мм	3	0,78	1 шт.
4		d=80 мм	2	6,5	1 шт.
5	ГОСТ 2704-77 с изм.	Кран спускной пробковый d=20 мм	1	0,45	1 шт.
6	ГОСТ 2704-77 с изм.	Кран поливочный, чугунный d=25 мм	1	1,75	1 шт.
7	ГОСТ 6018-83	Водомер крыльчатый d= 20 мм - ВКМ-5	1	2,1	1 шт.
8	ТУ26-07-225-78	Вентиль запорный пожарный d_у=50 мм на р_у=0,6 МПа	4	5,6	1шт.
9	СМ-УМ-ВКСЦ	Смеситель для умывальника	9	1,4	1 шт.
10	СМ-Д-СТ	Смеситель для душевой уст.	1	1,48	1 шт.
11		Клапан проходной контрольный d=80 мм	1		1 шт.