Леонид Танклевский, доктор технических наук
Станислав Жаров,
кандидат технических наук
Александр Анашечкин
Принципы расчета установок водяного и пенного пожаротушения
Гидравлический расчет — неотъемлемая часть любого проекта автоматической установки водяного и пенного пожаротушения, дренчерных завес, орошения технологического оборудования и внутреннего противопожарного водопровода. По результатам производятся выбор оросителей, подбор диаметров труб, определение производительности и напора насосов, объема резервуара, обеспечивающих требуемую интенсивность орошения в течение необходимого времени. Исходными данными для расчета являются параметры питающего и распределительного трубопровода и характеристики водоисточника (в городах возможность потребления воды из водопровода подтверждается, например, техническими условиями, выданными соответствующими подразделениями «Водоканала»).
В настоящее время проектным организациям доступны три способа выполнения гидравлических расчетов.
Первый способ наиболее распространен в России и основан на рекомендуемой НПБ 88-2001* «Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования» методике расчета установок пожаротушения водой, пеной низкой и средней кратности. Наиболее полно данный способ описан в учебном пособии В.Ф. Ходакова «Устройство и расчет спринклерных и дренчерных установок» (М., 1964) и учебно-методическом пособии «Проектирование водяных и пенных автоматических установок пожаротушения» (под общ. ред. Н.П. Копылова. М.: ВНИИПО МЧС РФ, 2002). Расчеты выполняются, как правило, вручную и представляют собой достаточно трудоемкую задачу.
Достоинствами данного способа являются простота и наглядность, однако этот способ малоприменим для расчета сложных закольцованных многоуровневых оросительных сетей с несколькими степенями неопределенности. В силу трудоемкости оптимизации элементов сети при таком подходе практически никогда не происходит.
Второй способ — выполнение расчетов с помощью компьютерных программ, разработанных отечественными организациями, специализирующимися на выполнении работ в области пожарной безопасности, например: САПР ГР (гидравлических расчетов) ЗАО «Спецавтоматика» и программный продукт ТАКТ-Вода 1.0 проектно-монтажной фирмы «Такт», работающие в среде AutoCAD. В основе этих программ лежит та же методика, что и в первом случае. Однако за счет автоматизации расчетов появляется возможность быстрой совместной оптимизации оросительной сети и насосной станции пожаротушения с точки зрения расхода и напора. Некоторые из отечественных программ позволяют получить сводную спецификацию труб.
Третий способ — использование наиболее распространенных в мировой практике интегрированных программных продуктов. В основу таких расчетов положены методики, приведенные в стандарте NFPA-13 Standart for the installation of sprinkler systems американских ассоциаций противопожарной защиты. Эта методика позволяет получать более точные результаты и учитывает гидравлические потери в соединениях, тройниках, фланцевых и муфтовых переходах.
К таким программным продуктам относится The Hydraulics Calculator Version 41.02.37 (HydraCAD-HydraCALC-HydraLIST) или самая последняя программа этой организации — SprinkCAD 3D, куда входят SprinkCALC, SprinkSLIC, SprinkBASE и SprinkFDT.
SprinkCAD 3D — самый лучший программный продукт для расчета установок водяного пожаротушения на сегодняшний день. SprinkCAD 3D эффективно работает в среде AutoCAD 2000, AutoCAD 2002 или IntelliCAD.
До недавнего времени создавать трехмерные объекты в среде AutoCAD было утомительно и трудно. SprinkCAD 3D является трехмерной системой. Инструментальные средства SprinkCAD 3D автоматизируют получение трехмерной аксонометрии, что позволяет разработчикам установок водяного пожаротушения компоновать трехмерные системы с относительной легкостью.
Пакет SprinkCALC позволяет в автоматическом режиме производить гидравлические расчеты систем пожаротушения различной конфигурации. На рис. 1 представлен один из вариантов разводки трубопроводов для расчета. Результаты расчета распечатываются и сводятся в итоговую ведомость, вид которой приведен на рис. 2.
Рис. 1. Схема для расчета
Рис. 2. Итоговая ведомость гидравлического расчета
Программа SprinkSLIC способна произвести расчет полной спецификации и составить сметы на оборудование и монтажные работы, что позволяет производить всестороннюю оптимизацию системы.
Программа SprinkFDT позволяет определят время выхода воды из диктующего оросителя воздушной системы пожаротушения.
SprinkBASE — пакет, позволяющий учитывать особенности национальных стандартов, содержащих требования к водяным системам пожаротушения, в том числе НПБ 88-2001*.
Основными достоинствами таких интегрированных комплексов являются возможность полностью автоматического размещения всех элементов оросительной сети на планах и разрезах с учетом балок, светильников, воздуховодов и других помех, с учетом требований любых заранее заданных норм, способность не только выполнить гидравлические расчеты любой степени точности, но и наглядно представить реальные расходы в оросительной сети при любом заданном количестве оросителей, пожарных кранов и так далее в аксонометрии и напоры в любых точках. Программа выполняет расчет времени, за которое вода достигнет наиболее удаленного оросителя в воздушных системах. Можно выполнять расчеты сетей любой степени сложности и неопределенности. В отличие от первых двух способов, учитываются все элементы трубной разводки (тройники, отводы, переходы и др.) и запорная арматура (задвижки, краны, клапаны), что оказывает значительное влияние на результаты. Кроме того, программа учитывает возможное падение напора в подводящем трубопроводе при росте расхода. Следует также учесть, что для проектной организации, работающей с зарубежным заказчиком, важно знать, в какой форме должны бать представлены материалы для рассмотрения специалистами соответствующих страховых фирм.
К относительным недостаткам такого способа гидравлических расчетов можно отнести высокую стоимость подобных продуктов, некоторую сложность в их освоении, необходимость адаптации к отечественным единицам измерения и создания собственных баз данных по оборудованию и материалам. Хотя последние три недостатка при некотором опыте нетрудно преодолеть.
Как правило, только такие программы одобрены ведущими страховыми компаниями мира, занимающимися пожарными рисками: FM (Factory Mutual Research Corporation, США), UL (Underwrites Laboratory Incorporated, США), VdS (Verband der Sachversicherer, Германия) и др.
Выполненный и оформленный в соответствии с NFPA-13 гидравлический расчет позволяет гарантировать обеспечение необходимой интенсивности орошения в любой точке защищаемой поверхности и, что не менее важно, легко и наглядно проверить все расчеты.
