Расчет аупт в excel

Просмотров: 13627

Калькулятор для расчета модулей пожаротушения «Тунгус» в формате xls.

С помощью данного расчета вы сможете осуществить выбор конкретной модели и посчитать количество модулей порошкового пожаротушения (МПП), модульных установок пожаротушения тонкораспыленной водой (МУПТВ), генераторов огнетушащего аэрозоля (ГОА), необходимого для тушения помещения с заданными параметрами: площадь, объем, высота установки, параметр негерметичности, тип хранящихся материалов, высота складирования и др. В программе, в табличной форме, приводятся требуемые технические характеристики модулей на основе соответствующих показателей паспортов и руководств по эксплуатации, а также краткая справочная информация.

 
Расчеты проводятся на основе требований действующих норм и правил проектирования: свода правил СП 485.1311500.2020, стандарта организации на проектирование установок пожаротушения тонкораспыленной водой на базе МУПТВ СТО 54572789.003-2018, рекомендаций ВНИИПО по применению и проектированию установок газового пожаротушения на базе ГГПТ «ТУНГУС».

По всем вопросам, возникающим в ходе заполнения расчетных параметров, обращаться в отдел технической поддержки:

ink.istochnik@mail.ru, +7 (3854) 30-70-40, Иван Николаевич Косых

svfire@yandex.ru, +7 (3854) 30-58-30, Владимир Витальевич Самоукин

Для своевременного тушения пожара организации используют установки автоматического гашения огня.

Спринклерная система – один из самых распространенных вариантов ликвидации возгораний в строениях с большой площадью и разветвленной сетью помещений.

Рассмотрим принцип работы этого оборудования, области применения, правила размещения, методику расчета и требования к обслуживанию.

Что такое спринклерная система

Оборудование названо так из-за использования структуры оросителей, установленных по всей площади защиты. Разбрызгиватели крепятся на водяных трубопроводах и называются спринклеры. Они имеют колпачок-рассекатель, обеспечивающий довольно равномерную подачу воды в мелкодисперсном виде.

Принцип работы

Спринклерное оборудование имеет два варианта. Первый рассчитан на температуру окружающей среды от 5 °C и выше. Второй, соответственно, используется при температуре ниже этого показателя.

В первом случае оросители крепятся к трубопроводу, постоянно заполненному водой. При повышении температуры внутри спринклера разрушается стеклянная капсула, открывая клапан подачи воды.

Срабатывает локальный насос (жокей), который создает давление на выходе разбрызгивателя, запускается процесс тушения огня.

Во втором случае в трубах находится воздух под давлением. Как только в результате повышения температуры помещения разрушается колба, воздух начинает выходить из клапана, падает давление в трубе. Это сигнал для клапанов подачи воды, они открываются, жидкость поступает в трубы. Далее, как в первом случае, срабатывает жокей-насос, выталкивающий огнетушащий состав на очаг пожара.

Когда площадь распространения пламени довольно велика, мощности локального насоса может не хватить для эффективного функционирования системы. При значительном отборе воды из трубопровода подключается основной насос, встроенный в структуру.

Области применения

Нормативными документами регламентируются строения, в которых обязательно использование спринклерной системы (СС):

• одноэтажные складские помещения, в которых хранятся горючие вещества и материалы;
• магазины, торговые площади в которых превышают 3,5 тыс. м2 (для залов, расположенных в цоколе (200 м2);
• объекты культуры, имеющие более 800 посадочных мест, или площадь от тысячи м2;
• здания архивов, книгохранилищ;
• парковочные комплексы, состоящие из двух и более этажей;
• сооружения выше тридцати метров.

Преимущества и недостатки

СС имеет множество достоинств. К ним относятся:

• постоянная готовность к срабатыванию;
• отсутствие затрат на электричество;
• долговечность;
• автоматический режим запуска;
• простая схема установки;
• невысокая стоимость исполнения.

Главный минус системы – инерционность срабатывания. Если огонь возникает на расстоянии шести метров от спринклера (±1 м), задержка системы практически незаметна.

Но если расстояние до очага пожара больше (высокие потолки) или происходит тление без наружного воспламенения, то до повышения температуры до нормативных показателей устройство не сработает. А за это время небольшой огонь может распространиться на значительную площадь.

Схема СС

Система представляет собой разветвленную по зданию сеть трубопроводов, на которые установлены спринклеры в соответствии с вычисляемыми параметрами размещения.

Гидравлический расчет спринклерной системы

Цель проведения вычислений СС:

• определение расхода воды в высоко расположенных или наиболее удаленных от главного насоса точках;
• размещение спринклеров и установка насоса, обеспечивающих нормативные требования по интенсивности орошения;
• определение минимального диаметра труб для создания необходимого напора у диктующих распылителей.

Гидравлический расчет СС подразумевает определение расхода воды спринклера Q (дм3/с), используя выражение:

P определяется по представленному в технической документации графику. В зависимости от интенсивности подачи и диаметра выходного отверстия спринклера выбирается минимально необходимое давление.

Количество оросителей (N) для защиты наименьшей площади вычисляется по формуле:

N=Qn/q1, где:

• q1 – расход жидкости для диктующего разбрызгивателя;
• Qn определяется по таблицам СП5.13130.2009 (5.1, 5.2, 5.3).

При использовании указанных формул расход ОТВ будет превышать нормативный на 10–15 %, зато процесс вычисления становится проще.

Для сложных разветвленных структур можно производить гидравлический расчет спринклерной системы пожаротушения в Excel. Но гораздо удобнее использовать специально разработанные программы, которые выполнят вычисления – достаточно установить пакет, внести схему, получить результат. Например, такое программное обеспечение предлагается на сайте taktvoda.taktprog.ru.

Пример расчета спринклерной установки водяного пожаротушения

Для вычисления примем защищаемую площадь – 120 м2 и следующие параметры системы:

• интенсивность орошения – 0,12 л/(сек*м2);
• расход воды (Qn) – 30 л/сек.;
• расстояние между спринклерами – 4 м;
• необходимое давление диктующего разбрызгивателя – 0,17 МПа.

K берется из технической документации на СС.

Далее вычисляем наименьшее возможное количество спринклеров:

N=Qn/Q=30/2,4=12 (штук).

При размещении оросителей необходимо соблюдать нормативные расстояния, регламентируемые СП5.13130.2009.

Монтаж ССТ: нормы и требования

Для правильной установки производится расчет спринклерной системы пожаротушения, в соответствии с которыми выполняется сборка сети.

Сначала создается схема, где обозначены точные места монтажа распылителей. Карта орошения составляется так, чтобы при возгорании было полное покрытие помещения огнетушащим составом.

На схеме обозначается расположение спринклера – распылителем вниз или вверх.

Также при монтаже требуется учитывать удаленность от осветительных приборов (не менее одного метра). От стены спринклеры должны быть отнесены на половину расстояния между оросителями.

На основании карты покрытия разрабатывается общая схема СС, на которой обозначается точка установки насосов, развязки трубопроводов.

Обслуживание спринклерных систем

Периодический контроль, плановый ремонт регламентируются руководящим документом РД25 964-90, который обязует проводить:

• техническое обслуживание в рабочем режиме, он подразумевает оценку функционирования системы, устранение неполадок, настройку, регулировку, тестовые пуски;
• плановые текущие ремонты, во время которых производятся испытания оборудования, выборочные замеры параметров;
• капитальный ремонт в заранее установленные сроки, включает в себя замену изношенных деталей;
• внеплановые мероприятия в случае сбоя или использования оборудования.

Техническое обслуживание, помимо РД, регламентируется методическими указаниями ВНИИ ПО МВД РФ и ВСН 25.09.67-85.

Выводы

Спринклерная система пожаротушения представляет собой структуру трубопроводов с установленными по определенной схеме оросителями.

Такое оборудование за годы использования показало себя как надежный, бюджетный, эффективный вариант.

Для правильного монтажа спринклеров необходим расчет параметров, который может производиться как самостоятельно, так и с помощью специализированного программного обеспечения.

Как и любое оборудование, спринклерная система требует регулярного техобслуживания, порядок которого определяется нормативными документами.

Рассмотрим пример противопожарной защиты помещения торгового зала. Согласно СП 5.13130 торговый зал по степени пожарной опасности и функциональному назначению относится к группе помещений I. Нормативная интенсивность орошения таких помещений составляет i_p=0.08 л/(с*м²), а защищаемая орошением площадь — 60 м².

Выбираем ороситель в соответствии с техническими параметрами и эпюрами орошения.

Составляем схему и план распределительного трубопровода применительно к торговому залу супермаркета.

Схема 1:

Где: 1-14 — оросители; L_i — расстояние между оросителями в рядке; L_р-расстояние между рядками; S_а-расстояние от крайних оросителей до стены А (S_а<=L_i/2); S_б— расстояние от наиболее удаленного рядка до стены Б (S_б=L_i/2); S- защищаемая орошением площадь.

Исходные данные: L_i=3,0м (радиус орошения 1,5м); высота установки оросителей от пола — 4,0м. Реальная орошаемая площадь согласно схеме — 62 м².

Требуемое давление на диктующем оросители при проектной высоте его монтажа определяется по эпюре орошения этого оросителя и соответствующей требуемой интенсивности орошения.

Расчет проводим для максимального и минимального значения давления по эпюре оросителя:

и соотношения: i_н/i_o=Q/Q_о=(P/P_o)^0.5,

где:  i_н — нормативное значение интенсивности орошения; i_o , P_o — фиксированные значения интенсивности орошения и давления подачи, принятые по эпюре орошения оросителя; Q_о — расход оросителя, соответствующий принятому фиксированному давлению эпюры орошения; Q, Р — соответственно расход и давление подачи, обеспечивающие нормативное значение интенсивности орошения.

из соотношения получаем:

Для давления 0.5МПа: Р=0,5*(i_р/i_p=0.5)²=0,5*(0.08/0.15)²=0.142МПа

Для давления 0.05МПа: Р=0.05*(0.08/0.045)²=0.158МПа

Принимаем значение давления подачи у диктующего оросителя по максимальному значению P=0.16МПа.

По графику реального расхода оросителя , расход оросителя при давлении 0.16МПа будет примерно 1,4л/с.

Уточняем расход из оросителя по формуле: q=10*К*(Р)^0.5=10*0.35*(0,16)^0.5=1.4л/(с*м²), что вполне удовлетворительно согласуется с графиком оросителя.

Принимаем расход оросителя с небольшим запасом — 1,5л/с. (Примечание: данный запас не нормативным, в своих расчетах можете не прибавлять).

Т.е. q₁=Q=1.5л/с, Р₁=0.16МПа

Расход первого оросителя 1 является расчетным значением Q_1-2 на участке l_1-2. Таким образом, падение давления на участке 1-2 составит:

Р1-2=Аd20*(Q_1-2) ² *l_1-2=1.15*(1,5)²*3=7,76м=0,078МПа

Примечание: А -см. таблицу В.1, приложение В, СП 5.13130.2009.

Давление у оросителя 2: Р₂=Р₁+Р_1-2=0,16+0,078=0.24Мпа

Расход оросителя 2: q₂=10К(Р₂)^0.5=10*0.35*(0.24)^0.5=1.715л/с

Расчетный расход на участке 1-3: Q_1-3=q₁+q₂=1,5+1,715=3,215л/с

Давление Р_2-3=А_d25*(Q_1-3) ² *l_2-3=0.306*(3.215)²*3=9,2м=0.095МПа

Давление у оросителя 3: Р₃=Р₂+Р_2-3=0,24+0,095=0,335МПа

Расход оросителя 3: q₃=10К(Р₃)^0.5=10*0.35*(0.335)^0.5=2,03л/с

Расчетный расход на участке 1-4: Q_1-4=q₁+q₂ +q₃=1,5+1,715+2,03=5,245л/с

Давление Р_3-4=А_d25*(Q_1-4) ² *l_3-4=0.306*(5,245)²*3=25,25м=0.25МПа

Потери давления на участке 3-4 при диаметре трубы 25мм очень высокие, поэтому принимаем диаметр 32мм.

Тогда Р_3-4=А_d32*(Q_1-4) ² *l_3-4=0.066*(5,245)²*3=5,4м=0.054МПа

Давление у оросителя 4: Р₄=Р₃+Р_3-4=0,335+0,054=0,39МПа

Расход оросителя 4: q₄=10К(Р₄)^0.5=10*0.35*(0.39)^0.5=2,18л/с

Расчетный расход на участке 1-а: Q_1-а=q₁+q₂ +q₃+q₄ =1,5+1,715+2,03+2,18=7,43л/с

Давление Р_4-а=А_d32*(Q_1-а) ² *l_4-а=0.066*(7,43)²*1,5=5,47м=0.05МПа

Давление в точке а: Р_а=Р₄+Р_4-а=0,39+0,05=0,44МПа

В рядке I правая ветвь несимметрична левой ветки. Удельное гидравлическое сопротивление А_а-7 правой ветви распределительного трубопровода зависит от диаметров участков трубопровода между оросителями 7-6, 6-5 и между оросителями 5 и точкой а.

Давление правой и левой ветви рядка  I в точке а должно быть равно Р_а=0,44МПа

Расход в правой ветви рядка I при давлении 0,44МПа составит: Q_а-7=(В_а-7*Р_а)^0.5,

где: В_а-7— гидравлическая характеристика правой ветви рядка I.

Примечание: Если бы левая и правая ветвь рядка I были бы симметричны, тогда бы расходы по ним были бы одинаковые. 

Давление у оросителя 5 аналогично давлению у оросителя 3, т.е. Р₅=0,335МПа.

По расходу Q^‘_5-7 определяются потери давления на участке а-5: Р_а-5=А_d32*(Q^‘_5-7) ² *l_а-5=0.066*(5.245)²*1,5=2.72м=0.03МПа

Тогда давления в точке а для правой ветви рядка I: Р^‘_а=Р₅+Р_а-5=0,335+0,03=0,365МПа

Гидравлическая характеристика правой ветви рядка I: В_а-7 =(Q_а-5 )²/Р^‘_а=(5.245)²/0,365=75,4

Расчетный расход правой части рядка I: Q_а-7=(В_а-7*Р_а)^0.5=(75,4*0,44)^0,5=5,76л/с

Общий расход рядка I: Q_а= Q_а-1 +  Q_а-7=7,43+5,76=13,2 л/с.

Т.е. истинный максимальный расход АУПТ будет составлять не 10л/с, а 13,2 л/с.

Если бы расчет проводился для дренчерной АУПТ, состоящей из нескольких рядков (схема 1), то расчет должен быть продолжен в следующем порядке:

Потери давления на участке а-б: Р_а-б=А_d40*(Q_а) ² *l_а-б=0.03*(13,2)²*3=15,68м=0.157МПа

Давление на участке получилось очень большим, поэтому увеличиваем диаметр до 50мм и пересчитываем потери:

Р_а-б=А_d50*(Q_а) ² *l_а-б=0.008*(13,2)²*3=3,8м=0.042МПа

Давление в точке б: Р_б=Р_а+Р_а-б=0,44+0,042=0,482МПа

Так как гидравлические характеристики рядков, выполненных конструктивно одинаково, равны, характеристика рядка II определяется по обобщенной характеристике расчетного участка трубопровода рядка I: В_I=Q²_I/P_a=(13.2)²/0,44=396

Расход воды из рядка II : Q_II=(В_I*Рб)^0.5=(396*0,482)^0,5=13,8л/с

Общий расход двух рядков: Q_I+II= Q_I +  Q_II=13.2+13.8=27 л/с.

Расчет всех следующих рядков, если они выполнены конструктивно одинаково, проводится аналогично.

Рассмотрим результаты гидравлических расчетов, выполненных по схеме 2:

Согласно схеме защищаемая площадь 63 м², защищается оросителями 1-4 и 8-10.

По расходу Q_а=Q_1-4 определяем потери давления на участке а-б:

Р_а-б=А_d40*(Q_а) ² *l_а-б=0.03*(7,43)²*3=4,97м=0.05МПа

Давление в точке б: Р_б=Р_а+Р_а-б=0,44+0,05=0,49МПа

Так как гидравлические характеристики рядков, выполненных конструктивно одинаково, равны, характеристика рядка II определяется по обобщенной характеристике расчетного участка трубопровода рядка I:

В_I =(Q_I)²/Р_а=(7.43)²/0,44=125.46

Расчетный расход из рядка II: Q_II=(В_I*Р_б)^0.5=(125,46*0,49)^0,5=7,84л/с

Относительный коэффициент расходов II и I рядков: n=Q_II/Q_I=7.84/7,43=1,055

q₁₁=n*q₄=1.055*2.18=2.3л/с

Суммарный расход оросителей 8-10: Q_8-10=Q_II-q₁₁=7.84-2.3=5.54л/с

Общий расход двух рядков оросителей 1-4 и 8-10:  Q_I+II= Q_I +Q_II=7,43+5,54=12,97л/с

Итог: Таким образом более критичным по максимальному расходу, давлению и диаметру трубопровода между точками а и б является вариант, рассчитанный по гидравлической схеме 1.