Как обеспечить требуемую интенсивность орошения. Нормы расхода воды на защиту и пожаротушение объектов нефтяной и газовой промышленности. Расчет водопровода с переменным расходом (кольца орошения). Определение интенсивности орошения установок водяного пож

Общее количество различных требований, предъявляемых в процессе производства и контроля спринклерного оросителя, достаточно большое, поэтому рассмотрим только наиболее важные параметры.

1. Показатели качества

1.1 Герметичность

Это один из основных показателей, с которым сталкивается пользователь спринклерной системы. Действительно, спринклер с плохой герметичностью может доставить много неприятностей. Никому не понравится, если на людей, дорогостоящее оборудование или товар вдруг начнет капать вода. А если потеря герметичности происходит вследствие самопроизвольного разрушения термочувствительного запорного устройства, ущерб от пролитой воды может вырасти в несколько раз.

Конструкция и технология производства современных оросителей, которые совершенствовались на протяжении многих лет, позволяют быть уверенным в их надежности.

Основным элементом оросителя, который обеспечивает герметичность оросителя в самых тяжелых условиях эксплуатации, является тарельчатая пружина (5) . Важность этого элемента трудно переоценить. Пружина позволяет компенсировать незначительные изменения в линейных размерах деталей оросителя. Дело в том, что для обеспечения надежной герметичности спринклера элементы запорного устройства должны постоянно находиться под достаточно высоким давлением, которое обеспечивается при сборке стопорным винтом (1) . С течением времени под действием этого давления может произойти незначительная деформация корпуса спринклера, которой, однако, было бы достаточно для нарушения герметичности.

Было время, когда некоторые из производителей спринклеров для удешевления конструкции использовали в качестве уплотнительного материала резиновые прокладки. Действительно, эластичные свойства резины также позволяют компенсировать незначительные линейные изменения размеров и обеспечивать требуемую герметичность.

Рисунок 2. Спринклер с резиновой прокладкой.

Однако при этом не было учтено, что с течением времени эластичные свойства резины ухудшаются, и может произойти потеря герметичности. Но самое страшное, что может произойти прилипание резины к уплотняемым поверхностям. Поэтому при пожаре , после разрушения термочувствительного элемента, крышка оросителя остается намертво приклеенной к корпусу и вода из оросителя не поступает.

Такие случаи были зафиксированы при пожаре на многих объектах в США. После этого производителями была проведена широкомасштабная акция по отзыву и замене всех спринклеров с резиновыми уплотняющими кольцами 3 . В Российской Федерации применение оросителей с резиновым уплотнением запрещено. В то же время, как известно, в некоторые из стран СНГ продолжаются поставки дешевых спринклерных оросителей такой конструкции.

При производстве спринклерных оросителей и отечественными, и зарубежными стандартами предусмотрен целый ряд испытаний, которые позволяют гарантировать герметичность.

Каждый спринклер проверяется воздействием гидравлического (1,5МПа) и пневматического (0,6МПа) давления, а также производится его проверка на устойчивость к гидравлическому удару, то есть резким повышениям давления до 2,5 МПа.

Испытания на виброустойчивость дают уверенность, что оросители будут надежно служить при самых суровых условиях эксплуатации.

1.2 Прочность

Немаловажное значение для сохранения всех технических характеристик любого изделия имеет его прочность, то есть устойчивость к различным внешним воздействиям.

Химическая прочность элементов конструкции оросителя определяется на испытаниях по устойчивости к воздействию туманной среды из соляных брызг, водного раствора аммиака и двуокиси серы.

Удароустойчивость спринклерного оросителя должна обеспечить целостность всех его элементов при падении на бетонный пол с высоты 1 метра.

Розетка спринклерного оросителя должны выдерживать воздействие воды , выходящей из него под давлением 1,25 МПа.

В случае быстрого развития пожара спринклерные оросители в воздушных системах или системах с контролем пуска могут некоторое время находиться под воздействием высокой температуры. Для того чтобы быть уверенным, что ороситель не деформируется, и, следовательно, не изменит своих характеристик, проводятся испытания на термостойкость. При этом корпус оросителя должен в течение 15 минут выдерживать воздействие температуры 800°С.

Для проверки устойчивости к климатическим воздействиям спринклерные оросители подвергаются испытаниям на отрицательные температуры. Стандарт ISO предусматривает проверку оросителей при -10°С, требования ГОСТ Р несколько жестче и обусловлены особенностями климата: необходимо провести долговременные испытания при -50°С и кратковременные при -60°С.

1.3 Надежность теплового замка

Одним из самых ответственных элементов спринклерного оросителя является тепловой замок оросителя. Технические характеристики и качество этого элемента во многом предопределяют успешную работу спринклера. От четкой работы этого устройства, в соответствии с заявленными техническими характеристиками, зависит своевременность тушения пожара и отсутствие ложных срабатываний в дежурном режиме. За многолетнюю историю существования спринклерного оросителя было предложено множество типов конструкций теплового замка.




Рисунок 3. Оросители со стеклянной колбой и плавким элементом.

Испытание временем прошли плавкие тепловые замки с термочувствительным элементом на основе сплава Вуда, который при заданной температуре размягчается и замок распадается, а также тепловые замки, в которых используется стеклянная термочувствительная колба. Под действием тепла жидкость, находящаяся в колбе, расширяется, оказывая давление на стенки колбы, и при достижении критической величины колба разрушается. На рисунке 3 показаны оросители типа ESFR с разными типами тепловых замков.

Для проверки надежности работы теплового замка в дежурном режиме и в случае пожара предусмотрен ряд испытаний.

Номинальная температура срабатывания замка должна быть в пределах допуска. Для спринклеров нижнего температурного диапазона отклонение температуры срабатывания не должно превышать 3°С.

Тепловой замок должен быть устойчив к тепловому удару (резкому нагреву температуры на 10°С ниже номинальной температуры срабатывания).

Теплостойкость теплового замка проверяется путем плавного нагрева температуры на 5°С ниже номинальной температуры срабатывания.

Если в качестве теплового замка используется стеклянная колба, то необходимо проверить ее целостность при помощи вакуума.

И стеклянная колба, и плавкий элемент подлежат проверке на прочность. Так, например, стеклянная колба должна выдерживать нагрузку в шесть раз большую, чем ее нагрузка в рабочем режиме. Для плавкого элемента установлен пятнадцатикратный предел.

2. Показатели назначения

2.1 Тепловая чувствительность замка

Согласно ГОСТ Р 51043 подлежит проверке время срабатывания оросителя. Оно не должно превышать 300 секунд для низкотемпературных спринклеров (57 и 68°С) и 600 секунд для самых высокотемпературных спринклеров.

Аналогичный параметр отсутствует в зарубежном стандарте, вместо этого широко применяется RTI (response time index): параметр, характеризующий чувствительность термочувствительного элемента (стеклянная колба или плавкий замок). Чем ниже его величина, тем более чувствителен к теплу этот элемент. Совместно с другим параметром - С (conductivity factor - мера теплопроводности между термочувствительным элементом и элементами конструкции спринклера) они образуют одну из важнейших характеристик спринклера – время реагирования.




Рисунок 4. Границы зон, определяющие быстродействие спринклера.

На рисунке 4 обозначены области, которые характеризуют:

1 – спринклер стандартного времени реагирования; 2 – спринклер специального времени реагирования; 3 – спринклер быстрого времени реагирования.

Для спринклеров с различным временем реагирования установлены правила по их использованию для защиты объектов с разным уровнем пожарной опасности:

• в зависимости от величины;
• в зависимости от типа;
• параметров складирования пожарной нагрузки.

Необходимо отметить, что приложение А (рекомендуемое) ГОСТ Р 51043 содержит методику по определению Коэффициента тепловой инерционности и Коэффициента потерь тепла за счет теплопроводности , основанные на методиках ISO/FDIS6182-1. Однако практической пользы от этой информации до сих пор не было. Дело в том, что, хотя в пункте А.1.2 и указано, что эти коэффициенты должны использоваться «... для определения времени срабатывания оросителей в условиях пожара, обоснования требований к их размещению в помещениях », реальных методик для их использования нет. Поэтому данные параметры невозможно найти среди технических характеристик спринклерных оросителей.

Кроме этого, окончится неудачей попытка определить коэффициент тепловой инерционности по формуле из Приложения А ГОСТ Р 51043:

Дело в том, что при копировании формулы из стандарта ISO/FDIS6182-1 была допущена ошибка.

Человек, владеющий знаниями математики в пределах школьной программы, легко заметит, что при преобразовании вида формулы из зарубежного стандарта (для чего это делалось, непонятно, может быть, чтобы меньше походило на плагиат?) был опущен знак минус в степени у множителя ν в 0,5 , который стоит в числителе дроби.

В тоже время, необходимо отметить и положительные моменты в современном нормотворчестве. Еще недавно чувствительность спринклерного оросителя можно было смело отнести к параметрам качества. Нынче вновь разработанный (но еще не вступивший в действие) СП 6 4 уже содержит указания по применению более чувствительных к изменению температуры спринклеров для защиты наиболее пожароопасных помещений:

5.2.19 При пожарной нагрузке не менее 1400 МДж/м 2 для складских помещений, для помещений высотой более 10 м и для помещений, в которых основным горючим продуктом являются ЛВЖ и ГЖ , коэффициент тепловой инерционности спринклерных оросителей должен быть менее 80 (м·с) 0,5 .

К сожалению, не совсем понятно, намеренно или вследствие неточности требование к температурной чувствительности спринклера устанавливается только на основании коэффициента тепловой инерционности термочувствительного элемента без учета коэффициента потерь тепла за счет теплопроводности. И это в то время, когда, согласно международному стандарту (рис. 4), спринклеры с коэффициентом потерь тепла за счет теплопроводности более 1,0 (м/с) 0,5 уже не относятся к быстродействующим.

2.2 Коэффициент производительности

Это один из ключевых параметров спринклерных оросителей . Он предназначен для вычисления количества воды, выливающейся через ороситель при определенном давлении в единицу времени. Это не трудно сделать по формуле:

Q – расход воды из оросителя, л/сек Р – давление у оросителя, МПа K – коэффициент производительности.

Величина коэффициента производительности зависит от диаметра выходного отверстия спринклера: чем больше отверстие, тем больше коэффициент.

В различных зарубежных стандартах могут встречаться варианты записи этого коэффициента в зависимости от размерности используемых параметров. Например, не литры в секунду и МПа, а галлоны в минуту (GPM) и давление в PSI, или литры в минуту (LPM) и давление в bar.

При необходимости все эти величины можно перевести из одной в другую, пользуясь коэффициентами пересчета из Таблицы 1.

Таблица 1. Соотношение между коэффициентами

Например, для оросителя СВВ-12:

При этом необходимо помнить, что при расчете расхода воды при помощи значений К-факторов необходимо пользоваться немного другой формулой:

2.3 Распределение воды и интенсивность орошения

Все перечисленные выше требования в большей или меньшей степени повторяются и в стандарте ISO/FDIS6182-1, и в ГОСТ Р 51043. При существующих небольших разночтениях, они, однако, не носят принципиального характера.

Весьма значительные, действительно принципиальные отличия между стандартами касаются параметров распределение воды по защищаемой площади. Именно эти отличия, заложенные в основу характеристик оросителя, в основном и предопределяют правила и логику проетирования систем автоматического пожаротушения.

Одним из важнейших параметров оросителя является интенсивность орошения, то есть расход воды в литрах, приходящийся на 1 м 2 защищаемой площади в секунду. Дело в том, что в зависимости от величины и горючих свойств пожарной нагрузки для ее гарантированного тушения требуется обеспечить определенную интенсивность орошения.

Эти параметры определялись экспериментально при проведений многочисленных испытаний. Конкретные значения интенсивности орошения для защиты помещений различной пожарной нагрузки приведены в Таблице 2 НПБ88.

Обеспечение пожарной безопасности объекта - чрезвычайно важная и ответственная задача, от правильного решения которой может зависить жизнь множества людей. Потому требования к оборудованию, обеспечивающему выполнение этой задачи, трудно переоценить и назвать излишне жестокими. В этом случае становится понятно, почему в основу формирования требований российсуик стандартов ГОСТ Р 51043, НПБ 88 5 , ГОСТ Р 50680 6 заложен принцип тушения возгорания одним оросителем.

Другими словами, если возникает возгорание в пределах защищаемой зоны спринклера, он один должен обеспечить требуемую интенсивность орошения и потушить начинающийся пожар . Для выполнения этой задачи при сертификации оросителя проводятся испытания на проверку его интенсивности орошения.

Для этого в пределах сектора, ровно 1/4 площади круга защищаемой зоны, в шахматном порядке расставляются мерные банки. Ороситель устанавливается в начало координат этого сектора и производятся его испытания при заданном давлении воды.

Рисунок 5. Схема испытания оросителя по ГОСТ Р 51043.

После этого измеряется количество воды, которое оказалось в банках, и вычесляется pсредняя интенсивность орошения. Согласно требованиям пункта 5.1.1.3. ГОСТ Р 51043, на защищаемой площади 12 м 2 ороситель, установленный на высоте 2,5 м от пола, при двух фиксированных давлениях 0,1 МПа и 0,3 МПа должен обеспечивать интенсивность орошения не менее, чем указано в таблице 2 .

Таблица 2 . Требуемая интенсивность орошения оросителя по ГОСТ Р 51043.

Глядя на эту таблицу, возникает вопрос: какую интенсивность должен обеспечить ороситель с d у 12 мм при давлении 0,1 МПа? Ведь ороситель с таким d у подходит как ко второй строке с требованием 0,056 дм 3 /м 2 ⋅с, так и к третьей 0,070 дм 3 /м 2 ⋅с? Почему к одному из важнейших параметров спринклера столь небрежное отношение?

Для прояснения ситуации попробуем провести ряд простых вычислений.

Допустим, диаметр выходного отверстия в оросителе немного больше 12 мм. Тогда по формуле (3) определим количество воды, выливающееся из оросителя при давлении 0,1 МПа: 1,49 л/с. Если вся эта вода выльется точно на защищаемую площадь 12 м 2 , то будет создана интенсивность орошения 0,124 дм 3 /м 2 ⋅с. Если соотнести эту цифру с требуемой интенсивностью 0,070 дм 3 /м 2 ⋅с, выливающейся из оросителя, получится, что только 56,5% воды, удовлетворяет требованиям ГОСТа и попадает на защищаемую площадь.

Теперь допустим, что диметр выходного отверстия чуть меньше 12 мм. В этом случае необходимо соотнести полученную интенсивность орошения 0,124 дм 3 /м 2 ⋅с с требованиями второй строки таблицы 2 (0,056 дм 3 /м 2 ⋅с). Получается и того меньше: 45,2%.

В специализированной литературе 7 вычисленные нами параметры называются коэффициентом полезного использования расхода.

Возможно, в требованиях ГОСТа заложены только минимально допустимые требования к коэффициенту полезного использования расхода, ниже которого ороситель, как часть установки пожаротушения , вообще рассматривать нельзя. Тогда получается, что реальные параметры спринклера должны содержаться в технической документации производителей. Почему же и там мы их не находим?

Дело в том, что для проектирования спринклерных систем для различных объектов необходимо знать, какую интенсивность будет создавать спринклерный ороситель в тех или иных условиях. В первую очередь, в зависимости от давления перед оросителем и высоты его установки. Практические испытания показали, что эти параметры невозможно описать математической формулой, и для создания такого двухмерного массива данных необходимо провести большое количество экспериментов.

Кроме этого, возникает еще несколько практических проблем.

Попробуем представить себе идеальный ороситель с коэффициентом полезного использования расхода 99%, когда почти вся вода распределяется в пределах защищаемой площади.

Рисунок 6. Идеальное распределение воды внутри защищаемой площади.

На рисунке 6 показана идеальная картина распределения воды для оросителя с коэффициентном производительности 0,47. Видно, что только незначительная часть воды попадает за пределы защищаемой площади радиусом 2 м (обозначена пунктиром).

Вроде бы все просто и логично, однако вопросы начинаются, когда необходимо защитить спринклерами большую площадь. Как при этом размещать оросители?

В одном случае появляются незащищенные участки (рисунок 7 ). В другом - для покрытия незащищенных участков оросители необходимо расставлять ближе, что приводит к перекрытию части защищаемых площадей соседними оросителями (рисунок 8 ).

Рисунок 7. Расположение оросителей без перекрытия зон орошения

Рисунок 8. Расположение оросителей с перекрытием зон орошения.

Перекрытие защищаемых площадей приводит к тому, что необходимо существенно увеличивать количество оросителей, а, главное, для работы такой спринклерной АУПТ потребуется гораздо больше воды. При этом в случае, если при пожаре сработает более одного оросителя, количество выливающейся воды будет явно избыточным.

Достаточно простое решение этой, на первый взгляд, противоречивой задачи предложено в зарубежных стандартах.

Дело в том, что в зарубежных нормах требования к обеспечению необходимой интенсивности орошения предъявляются к одновременной работе четырех оросителей. Оросители располагаются в углах квадрата, внутри которого по площади установлены мерные емкости.

Испытания для спринклеров с различным диаметром выходного отверстия проводят при разных расстояниях между оросителями - от 4,5 до 2,5 метров. На рисунке 8 показан пример расстановки оросителей с диаметром выходного отверстия 10 мм. При этом расстояние между ними должно быть 4,5 метра.

Рисунок 9. Схема испытания оросителя по ISO/FDIS6182-1.

При таком расположении оросителей вода попадет в центр защищаемой площади, если форма распределения будет существенно больше 2 метров, например, такой, как на рисунке 10 .

Рисунок 10. График распределения воды оросителя по ISO/FDIS6182-1.

Естественно, при такой форме распределения воды средняя интенсивность орошения будет уменьшаться пропорционально увеличению площади орошения. Но поскольку испытании участвуют четыре оросителя одновременно, в перекрытия зон орошения обеспечат более высокую среднюю интенсивность орошения.

В таблице 3 приведены условия испытания и требования к интенсивности орошения для ряда спринклерных оросителей общего назначения по стандарту ISO/FDIS6182-1. Для удобства технический параметр по количеству воды в емкости, выраженный в мм/мин, приведен в более привычный для российских норм размерности, литры в секунду/м 2 .

Таблица 3. Требования к интенсивности орошения по ISO/FDIS6182-1.

Чтобы оценить, насколько высок уровень требований к величине и равномерности интенсивности орошения внутри защищаемого квадрата, можно произвести следующие несложные вычисления:

1. Определим, какое количество воды выливается в пределах квадрата площади орошения в секунду. Из рисунка видно, что сектор четверти орошаемой площади круга оросителя участвует в орошении квадрата, поэтому четыре оросителя выливают на «защищаемый» квадрат количество воды, равное тому, что выливается из одного оросителя. Поделив указанный расход воды на 60 получаем расход в л/сек. Например, для Ду 10 при расходе 50,6 л/мин получим 0,8433 л/сек.
2. В идеале, если вся вода равномерно распределяется по площади, для получения удельной интенсивности расход нужно делить на защищаемую площадь. Например, 0,8433 л/сек делим на 20,25 м 2 , получаем 0,0417 л/сек/м 2 , что в точности совпадает с нормативным значением. А так как идеального распределения добиться в принципе невозможно, то допускается наличие емкостей с меньшим содержанием воды в количестве до 10%. В нашем примере это 8 из 81 банки. Можно признать, это достаточно высокий уровень равномерности распределения воды.

Если говорить о контроле равномерности интенсивности орошения по российскому стандарту, то проверяющему предстоит гораздо более серьезное испытание математикой. Согласно требованиям ГОСТ Р51043:

Среднюю интенсивность орошения водяного оросителя I, дм 3 /(м 2 c), рассчитывают по формуле:

где i i – интенсивность орошения в i-ой мерной банке, дм 3 /(м 3 ⋅ с);
n – число мерных банок, установленных на защищаемой площади. Интенсивность орошения в i-й мерной банке i i дм 3 /(м 3 ⋅ с), рассчитывают по формуле:

где V i – объем воды (водного раствора), собранный в i-й мерной банке, дм 3 ;
t – продолжительность орошения, с. Равномерность орошения, характеризуемую значением среднеквадратического отклонения S, дм 3 /(м 2 ⋅ с), рассчитывают по формуле :

Коэффициент равномерности орошения R рассчитывают по формуле:

Оросители считают выдержавшими испытания, если средняя интенсивность орошения не ниже нормативного значения при коэффициенте равномерности орошения не более 0,5 и количество мерных банок с интенсивностью орошения менее 50 % от нормативной интенсивности не превышает: двух – для оросителей типов В, Н, У и четырех – для оросителей типов Г, Г В, Г Н и Г У.

Коэффициент равномерности не учитывают, если интенсивность орошения в мерных банках менее нормативного значения в следующих случаях: в четырех мерных банках – для оросителей типов В, Н, У и шести – для оросителей типов Г, Г В, Г Н и Г У.

А вот эти требования – уже не плагиат зарубежных стандартов! Это наши, родные требования. Впрочем, нужно отметить, что и они имеют недостатки. Однако для того чтобы выявить все недостатки или достоинства данного метода измерения равномерности интенсивности орошения, понадобится не одна страница. Возможно, это будет сделано в следующей редакции статьи.

Заключение

1. Сравнительный анализ требований, предъявляемых к техническим характеристикам спринклерных оросителей в российском стандарте ГОСТ Р 51043 и зарубежном ISO/FDIS6182-1, показал, что они практически идентичны в части показателей качества оросителей.
2. Существенные отличия между оросителями заложены в требованиях различных российских стандартов по вопросу обеспечения необходимой интенсивности орошения защищаемой площади одним оросителем. В соответствии с зарубежными стандартами нужная интенсивность орошения должна обеспечиваться работой четырех оросителей одновременно.
3. К преимуществу метода «защиты одним оросителем» можно отнести более высокую вероятность того, что возгорание будет потушено одним оросителем.
4. В качестве недостатков можно отметить:

• для защиты помещения требуется больше спринклеров;
• для работы установки пожаротушения понадобится существенно больше воды, в некоторых случаях ее количество может вырасти в разы;
• доставка больших объемов воды влечет за собой значительное удорожание всей системы пожаротушения;
• отсутствие четкой методики, разъясняющей принципы и правила расстановки оросителей в защищаемом помещении;
• отсутствие необходимых данных по реальной интенсивности орошения оросителей, препятствующее четкому выполнению инженерного расчета проекта.

Литература

1 ГОСТ Р 51043-2002. Установки водяного и пенного пожаротушения автоматические. Оросители. Общие технические требования. Методы испытания.

2 ISO/FDIS6182-1. Fire protection - Automatic sprinkler systems - Part 1:Requirements and test methods for sprinklers.

3 http://www.sprinklerreplacement.com/

4 СП 6. Система противопожарной защиты. Нормы и правила проектирования. Автоматическая пожарная сигнализация и автоматическое пожаротушение. Проект окончательной редакции No171208.

5 НПБ 88-01 Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования.

6 ГОСТ Р 50680-94. Установки водяного пожаротушения автоматические. Общие технические требования. Методы испытания.

7 Проектирование водяных и пенных автоматических установок пожаротушения. Л.М Мешман, С.Г. Цариченко, В.А. Былинкин, В.В. Алешин, Р.Ю. Губин; Под общей редакцией Н.П. Копылова. – М.: ВНИИПО МЧС РФ, 2002 г.

В СССР основным производителем оросителей являлся Одесский завод "Спецавтоматика", который выпускал три вида оросителей, монтируемых розеткой вверх или вниз, с услов-ным диаметром выходного отверстия 10; 12 и 15 мм.

По результатам всесторонних испытаний для этих оросите-лей были построены эпюры орошения в широком диапазоне дав-лений и высоты установки. В соответствии с полученными дан-ными и были установлены в СНиП 2.04.09-84 нормативы по их размещению (в зависимости от пожарной нагрузки) на рас-стоянии 3 или 4 м друг от друга. Эти нормативы без измене-ния внесены в НПБ 88-2001.

В настоящее время основной объем оросителей поступает из-за рубежа, так как российские производители ПО "Спец-автоматика" (г. Бийск) и ЗАО "Ропотек" (г. Москва) не в со-стоянии полностью обеспечить потребность в них отечествен-ных потребителей.

В проспектах на зарубежные оросители, как правило, от-сутствуют данные по большинству технических параметров, регламентируемых отечественными нормами. В связи с этим провести сравнительную оценку показателей качества одно-типной продукции, выпускаемой различными фирмами, не представляется возможным.

Сертификационными испытаниями не предусматривает-ся исчерпывающая проверка исходных гидравлических пара-метров, необходимых для проектирования, например эпюр ин-тенсивности орошения в пределах защищаемой площади в зависимости от давления и высоты установки оросителя. Как правило, эти данные отсутствуют и в технической документации, однако без этих сведений не представляется возможным корректное выполнение проектных работ по АУП.

В частности, важнейшим параметром оросителей, необ-ходимым для проектирования АУП, является интенсивность орошения защищаемой площади в зависимости от давления и высоты установки оросителя.

В зависимости от конструкции оросителя площадь оро-шения по мере повышения давления может оставаться неиз-менной, уменьшаться или увеличиваться .

Например, эпюры орошения универсального оросителя типа CU/P, установленного розеткой вверх, практически слабо изменяются от давления подачи в пределах 0,07-0,34 МПа (рис. IV. 1.1). Напротив, эпюры орошения оросителя этого ти-па, установленного розеткой вниз, при изменении давления подачи в тех же пределах изменяются более интенсивно.

Если орошаемая площадь оросителя при изменении дав-ления остается неизменной, то в пределах площади орошения 12 м 2 (круг R ~ 2 м) можно расчетным путем установить давле-ние Р т, при котором обеспечивается требуемая по проекту ин-тенсивность орошения i m:

где Р н и i н - давление и соответствующее ему значение интен-сивности орошения согласно ГОСТ Р 51043-94 и НПБ 87-2000.

Значения i н и Р н зависят от диаметра выходного отверстия.

Если с возрастанием давления площадь орошения уменьшается, то интенсивность орошения возрастает более существенно по сравнению с уравнением (IV. 1.1), однако при-этом необходимо учитывать, что должно сокращаться и расстояние между оросителями.

Если с возрастанием давления площадь орошения увели-чивается, то интенсивность орошения может несколько повы-шаться, оставаться неизменной или существенно уменьшаться. В этом случае расчетный метод определения интенсивности орошения в зависимости от давления неприемлем, поэтому расстояние между оросителями можно определить пользуясь только эпюрами орошения.

Отмечаемые на практике случаи отсутствия эффективно-сти тушения АУП нередко являются следствием неправильного расчета гидравлических цепей АУП (недостаточной интенсив-ности орошения).

Приведенные в отдельных проспектах зарубежных фирм эпюры орошения характеризуют видимую границу зоны оро-шения, не являясь числовой характеристикой интенсивности орошения, и только вводят в заблуждение специалистов про-ектных организаций. Например, на эпюрах орошения универ-сального оросителя типа CU/P границы зоны орошения не обозначены числовыми значениями интенсивности орошения (см. рис. IV.1.1) .

Предварительную оценку подобных эпюр можно произ-вести следующим образом.

По графику q = f(K, Р) (рис. IV. 1.2) определяется расход из оросителя при коэффициенте производительности К, ука-занном в технической документации, и давлении на соответст-вующей эпюре.

Для оросителя при К = 80 и Р = 0,07 МПа расход со-ставляет q p =007 ~ 67 л/мин (1,1 л/c).

Согласно ГОСТ Р 51043-94 и НПБ 87-2000 при давлении 0,05 МПа оросители концентричного орошения с диаметром выходного отверстия от 10 до 12 мм должны обеспечивать ин-тенсивность не менее 0,04 л/(см 2).

Определяем расход из оросителя при давлении 0,05 МПа:

q p=0,05 = 0,845 q p ≈ = 0,93 л/c. (IV. 1.2)

Допуская, что орошение в пределах указанной площади орошения радиусом R ≈3,1 м (см. рис. IV. 1.1,а) равномерное и все огнетушащее вещество распределяется только на защищае-мую площадь, определяем среднюю интенсивность орошения:

Таким образом, данная интенсивность орошения в пределах приведенной эпюры не соответствует нормативному значению (необходимо не менее 0,04 л/(с*м 2). Для того чтобы установить, удовлетворяет ли данная конструкция оросителя требованиям ГОСТ Р 51043-94 и НПБ 87-2000 на площади 12 м 2 (радиус ~2 м), требуется проведение соответствующих испытаний.

Для квалифицированного проектирования АУП в техни-ческой документации на оросители должны быть представлены эпюры орошения в зависимости от давления и высоты уста-новки. Подобные эпюры универсального оросителя типа РПТК приведены на рис. IV. 1.3, а оросителей, производимых ПО "Спецавтоматика" (г. Бийск), - в приложении 6.

Согласно приведенным эпюрам орошения для данной конструкции оросителей можно сделать соответствующие вы-воды о влиянии давления на интенсивность орошения.

Например, если ороситель РПТК установлен розеткой вверх, то при высоте установки 2,5 м интенсивность орошения практически не зависит от давления. В пределах площади зоны радиусами 1,5; 2 и 2,5 м интенсивность орошения при повы-шении давления в 2 раза возрастает на 0,005 л/(с*м 2), т. е. на 4,3-6,7 %, что свидетельствует о значительном увеличении площади орошения. Если при повышении давления в 2 раза площадь орошения останется неизменной, то интенсивность орошения должна увеличиться в 1,41 раза.

При установке оросителя РПТК розеткой вниз интенсив-ность орошения возрастает более существенно (на 25-40 %), что свидетельствует о незначительном увеличении площади орошения (при неизменной площади орошения интенсивность должна была бы увеличиться на 41 %).