Проектирование и расчет спринклерной установки системы автоматического пожаротушения.

При необходимости устройства автоматизированной спринклерной системы пожаротушения ее располагают с условием орошения всей пожароопасной площади склада, кинотеатра, банковского помещения и т.д. Схема устройства такой системы приведена в [2] стр. 251-253. Общий вид установки дан в приложении 9 данных указаний. Установка может состоять из нескольких секций с числом в каждой не более 800 спринклеров и объемом трубной части до 2м. Площадь поверхности, орошаемой одним спринклером, составляет 9-12м².

Спринклеры располагаются перпендикулярно орошаемой поверхности на расстоянии не более 3 м друг от друга. Вода подается от основного водопитателя (насосов) с расходом от 30 до 50л/с, в зависимости от объема здания. Скорость в трубах не должна превышать 10м/с, в течение первых 10 минут пожара вода должна подаваться от водонапорного бака объемом не менее 3м³, затем от основного водопитателя - насосов. Высота расположения водонапорного бака и напор насоса определяется из условия обеспечения у диктующего спринклера (самого высокого и удаленного) напора не менее 10м.

Вместо спринклерной установки может быть запроектирована дренчерная установка (полуавтоматическая) с такими же параметрами трубопроводов, что и спринклерная.

 

6. Проектирование и расчет внутреннего водостока промышленного здания.

Возможные схемы устройства внутренних водотоков приведены в [2] стр. 299, конструкции водоприемных воронок даны там же, стр. 300. Рисунок приведен в прил. 10 данных указаний. Наибольшая пропускная способность водоприемных воронок составляет:

- при условном проходе патрубка 80мм -   5л/с;

                                                         100мм - 12л/с

                                                              150мм - 35л/с.

Пропускная способность водосточных стояков составляет:

- для диаметра присоединяемого патрубка 80мм -   10л/с;

                                                                                  100мм - 20л/с;

                                                                                  150мм - 50л/с.

Для стояков применяются чугунные канализационные, асбестоцементные трубы, для горизонтальных подвесных линий при наличии возможности динамических нагрузок – стальные трубы.

Выпуск сточных вод направляют либо в дождевую, либо в общесплавную канализационную сеть. Возможен открытый выпуск в атмосферу (прил. 11). В последнем случае устраивается сифон в конце выпуска для возможности отвода вод в зимний период в бытовую канализацию. Непосредственный выпуск дождевых и талых вод от водостоков в бытовую канализацию запрещен.

Уклон выпуска водостока, устройство очистных приспособлений назначается и рассчитывается аналогично выпуску бытовой канализации.

Расход дождевых вод Q с водосборной площади следует определять по формулам п. 20.9 [1]:

- для кровель с уклоном до 1,5% (плоских):

, л/с;

- для кровель с уклоном свыше 1,5%:

, л/с;

где q₂₀ – интенсивность дождя, л/с с га продолжительностью 20 мин., принимается по [3] стр. 4, черт. 4, в зависимости от географического положения объекта строительства.

q₅ – интенсивность дождя, л/с с га продолжительностью 5 мин., принимается по формуле

                                                           q⁵=4ⁿq²⁰

где n определяется по [3] по табл. 4.

F – водосборная площадь, га. В нее включаются 30% площади вертикальных стен, примыкающих к кровле и возвышающихся над ней.

Расстояние между водосточными воронками должно быть не более 48м. Количество воронок назначается исходя из расчетного расхода Q и пропускной способности принятого типа воронок.

Расчетный расход распределяется по числу конструктивно принятых водосточных воронок и стояков:

                   = , где n – число воронок или стояков.

Полученные расходы служат для подбора необходимой марки водосточной воронки или диаметра стояка. Если рассчитываются отводящий трубопроводы выпусков в канализацию, то их определяют как диаметры канализационных выпусков бытовой канализации с наполнением 0,8, при уклоне не менее 0,02 (по таблицам Лукиных).

    Пример расчета внутреннего водостока.

 1.Объемно- планировочное решение системы внутренних водостоков  

                                               промздания.

 

Здание 66*30 м имеет плоскую кровлю с относительно небольшим уклоном(i=1,5%) и изломанный поперечный профиль кровли, сильно затрудняющий сток дождевых вод с ее внутренней поверхности. Поэтому решено было принять систему внутренних водостоков для удаления дождевых вод с кровли промышленного здания.

Трассировка водосточной системы принята по пересеченной схеме — объединение 4-х водосточных воронок в 2 стояка при использованием подвесного горизонтального (с уклоном в сторону выпуска воды) трубопровода и 14-х стояков с одной воронкой. Так сделано ввиду необходимости соблюдения длины горизонтальных соединительных участков между прочистными устройствами не более 15 м. Подвесной трубопровод предусмотрено подвесить к конструкциям ферм покрытия. В виду небольшой высоты здания целесообразно было принять стояки, не несущие значительной нагрузки собственного веса, из пластиковых труб, а подвесной трубопровод, несущий свою нагрузку и воронок — из стальных[8] с расчетными уклонами к воронкам.

Фасонные соединительные фитинги приняты чугунные и пластмассовые (приведены в «Спецификации оборудования»).

Параметры и количество воронок были приняты по конструктивным соображениям и уточняются гидравлическим расчетом.

Выпуски из здания из стальных труб приняты подземного типа, исходя из возможной температуры наружного воздуха ниже 25^оС, чтобы исключить возможность замерзания системы в период холодных температур, нестабильный для Донецкой области. Отвод сточных вод производится в колодцы дождевой канализации в ее наружную сеть. Отметка выхода выпуска (-1,450) рассчитана из условия отметки земли (-0,150), глубины промерзания (1 м), запаса (0,3 м).

 

                    Гидравлический расчет внутреннего водостока.

     Расчетный расход дождевых вод с водосборной площади определяем по формуле:

                                       Q_р=F*q₂₀/10000, л/с, где

 

F- площадь кровли,: 

По осям площадь кровли = (66*30)=1980 м².

С учетом увеличения площади горизонтальной плоскости кровли на 30% за счет прилегающих поверхностей и добавкой на наклон поверхностей при 1,5%уклоне– F = 2580 м²); q₂₀—расчетная интенсивность дождя продолжительностью 20 минут для данной местности, при периоде однократного превышения расчетной интенсивности, равном одному году, принятая по [8] для Донецкой области равной 90 л/с с гектара.

Q_р= 2580*90*/10000 = 23 л/с.

Систему внутренних водостоков рассчитываем по самотечному режиму со степенью наполнения труб h/d=0,8.

 

Расчетное количество воронок определяем из трех условий:                              

       а) конструктивно: в пониженных местах ендов кровли на расстоянии не более 48 м одна от другой.

       б) по допустимому расходу на одну воронку.

       в) по конструктивным соображениям—в местах изломов рельефа кровли с образованием площадей стока, тяготеющих к определенным точкам.

Конструктивно принимаем 16 водосточных воронок, указанных на рисунке кровли. Для направления расхода в воронки устраиваем сборный лоток по периметру кровли с уклоном не менее 0,02 к воронкам. При этом расход на одну воронку:

                                      q₁ = 23/16= 1,44 л/с.

Максимальная производительность одной воронки ВР-9 или стояка диаметром условного прохода 100 мм по [8] составляет 20 л/с. Поэтому принимаем 8 стояков системы внутренних водостоков с диметром условного прохода для пластмассовых труб не 100, а 110 мм: Ст.К2-1…Ст.К2-4 и Ст. К2-9…Ст.К2-12; в них направляются расходы дождевой воды от одной воронки в каждый, и 4 стояка тоже диаметром 110 мм условного прохода, куда направляются расходы от двух воронок – К2-5, К2-6, К2-7 и К2-8.

Расположение воронок и стояков указано на схеме кровли. Всего принимаем 12 стояков из  полиэтилена низкого давления ПНД d=110х2,7 мм (по ГОСТ 18599-83 с изм.).

Соединительный водовод между воронками принят из стальных электросварных труб с условным проходом 100 мм. Фасонные части приняты стальные и пластмассовые, на кровле установлена прочистка-вантуз.

Участки выпуска — приняты диаметром условного прохода 110 мм из полиэтиленовой трубы ПНД d=110х2,7 мм (по ГОСТ 18599-83 с изм..). Выпуски рассчитаны с уклоном на выходе из стены и глубиной заложения 1,3 м. 

 

 

               Расчет соединительного горизонтального подвесного

                                     трубопровод трубопровода.

 

Рассчитываем подвесной соединительный горизонтальный  трубопровод для присоединения 1 и двух воронок в один выпускной стояк. Расчет производится по расчетному расходу, самоочищающей скорости не менее 0,7 м/с и наполнении 0,8 от максимального. Расчеты помещаем в табл.1.

  

Таблица1

 

            Гидравлический расчет подвесного стального водопровода

                                   внутреннего водостока.

Номер участка	Расчетный расход, л/с	Диаметр, мм	Скорость, м/с	Уклон, i
1	2	3	4	5
1-2	1,44	100	0,8	0,01
3-4	1,44	100	0,8	0,01

 

Основанием для уточнения диаметра условного прохода стального соединительного трубопровода является условие:

                                                                                                                                      

                                                         q_расчет<q_кр.,                                                         

                                                                                                                       

то есть возможность пропуска по данному трубопроводу критического расхода, большего, чем расчетный.

Расчет критического расхода, который пропускает водосточная система без повышения уровня воды над воронкой при напорном режиме производим по формуле:

                                     ,л/с, где

Н—располагаемый напор, равный разности геометрических отметок кровли у воронки (12,65,) и оси самотечного соединительного трубопровода для соединения воронок в один стояк. Верхнюю воронку предполагается подвесить к ферме на начальной отметке 18,490, а нижнюю такую же – на отметке 15,600.  Н= 18,49 – 15,60 =2,9 м.

S_о= А* L₁₂ +А_м*Σξ, где

А-удельное сопротивление трению, для стальных новых труб для диаметра условного прохода 100мм = 119,8 (для расхода в м³/с). Длина L1,L₂  по пути следования по горизонтальному участку 3-4 соединительного трубопровода 12 м.

Удельное местное сопротивление А_м для диаметра 100 мм = 0,00083. Сумма коэффициентов местных сопротивлений Σξ для соединительного трубопровода [9].

-водоприемной воронки: (как «вход в трубу с сеткой»)= 6

- 3 колен с плавным закруглением (косой тройник плюс отвод)= 0,15*3 = 0,45

Σξ = 6,45

                                                                                                                                      

S_о=119,8*10^-6 *12 + 0,00083*6,45 =0,0014+0,0053=0,0067

 

                                                                                                                                    

=  =20,8 л/с >q_расчет = 2,88 л/с— максимального расчетного расхода от 2-х воронок, присоединенных к расчетному соединительному трубопроводу 1-2-4-3 с условным проходом 100 мм..

Поэтому по величине критического расхода можно принять горизонтальный стальной подвесной трубопровод диаметром условного прохода 100 мм.

 

Диаметр и уклон  отростка выпуска внутреннего водостока из стальных труб при присоединении стояков к выпуску рассчитываются расхода от одной и двух воронок: 1,44 л/с и 2,88 л/с при наполнении не более 0,6 и самоочищающей скорости не менее 0,7 л/с:                 

 

d=110 мм: i =0,02 при h/d =0,3 и при v=0,71 м/с (от стояков с одной воронкой)

d=110 мм: i =0,02 при h/d =0,35 и при v=1 м/с (от стояков с 2-мя воронками).

 

                                                  ЛИТЕРАТУРА

1. СНиП 2.04.01-85. Внутренний водопровод и канализация зданий. Госстрой СССР. М.:1986.

2. Калицун В.И., Кедров В.С., Ласков Ю.М. Гидравлика, водоснабжение и канализация. Стройиздат, М.: 1980.-400с.

3. СниП 2.04.03.86. Канализация. Внешние сети и сооружения. Госстрой СССР. М.: 1986.

4. Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб. М.: Стройиздат. 1984.

5. Лукиных А.А., Лукиных Н.А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле академика Н.М.Павловского. М.:Стройиздат, 1974.

6. Методические указания и контрольные задания по дисциплине "Водоснабжение и канализация" Макеевка.: Кафедра ВК, ДГАСА, 1999.

7. Монтаж внутренних санитарно-технических устройств: Справочник строителя /под ред. М.Г.Староверова. – 3-е изд. М.: Строиздат, 1984. – 780с.

 

Приложение 1.