Гидравлические расчеты и моделирование автоматической системы пожаротушения на объекте экономики

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ                          ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ                                               ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

Химический факультет

Кафедра «Безопасность жизнедеятельности в техносфере»

 

 

 

Гидравлические расчеты  и моделирование автоматической системы пожаротушения на объекте экономики

 

(Пояснительная записка)

 

 

 

 

Выполнила студентка 
4 курса, 614 группы 
_______________ 
        (подпись) 
Гревцова Ольга Владимировна

Проверила  доц. Яценко Елена Сергеевна

 

______________

(подпись)

 
Работа защищена___________ 
                                      (дата) 
Оценка____________________ 

 

 

 

 

Барнаул 2014г.

 

Содержание

 

Введение………………………………………………………………………. 3-5

1 Теоретическая часть…………………………………………………..………..6

1. Нормативные документы……………………………………………..… 6-7
2. АСПТ……………………………..……………………………….…….  7-16

2  Материалы и методы для расчета АСПТ корпуса «М» АГУ………….…..17

1. Инженерная характеристика корпуса «М» АГУ………………...…..17-18
2. Методы моделирования……………………………………..…...……18-21
3. Методика расчета АСПТ………………………………………….…..21-27

3 Гидравлические расчеты АСПТ для аудиторий АГУ………………..….….28

1. Результаты расчётов АСПТ………………………………………...…28-34

Вывод…………………………………………………………………..……….  35

Библиографический список ………………………………….………………..36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Ежемесячно, ежеквартально и ежегодно служба МЧС обнародует суровые цифры статистики пожаров и потерь, связанных с этим бедствием. Однако, как это ни странно, пожаров от этого меньше не становится, и как бы это печально ни звучало, цифры в статистических данных появляются с приростом показателей. Ежегодно число пожаров увеличивается примерно на 5-10%, число потерь и жертв, связанных с этой стихией - на 20%. Естественно, что такое положение вещей далеко не нормальное и именно поэтому служба МЧС предъявляет столь строгие требования ко всем объектам в отношении обеспечения пожарной безопасности. Все чаще и чаще на предприятиях промышленного назначения, общественных объектах и в местах массового скопления людей устанавливаются системы пожаротушения.  
           Эти системы предназначены для ограничения распространения огня, тушения очагов возгорания и защиты материальных ценностей, а также людей, их жизни и здоровья от губительного воздействия огня, дыма, угара.    Особенно эффективными в этом плане можно назвать системы автоматического тушения пожаров. У них есть один существенный плюс по сравнению с системами ручного пожаротушения или системами, которые приводятся в работоспособное состояние при помощи действий оператора – они обеспечивают максимально оперативное тушение пожара на месте возгорания без участия человека. Просто срабатывает пожарная автоматика и независимо от действий людей система приводится в рабочее состояние. 
            На сегодняшний день системы автоматического пожаротушения обязательны к установке в серверных комнатах, архивах, других подобных помещениях, предназначенных для хранения или обработки данных.           

Актуальны они также в торговых залах, складских помещениях, закрытых парковках, а также на многих помещениях производственного и непроизводственного назначения, если их деятельность связана с повышенным риском возникновения пожаров. 
          Особенно востребованы системы автоматического пожаротушения в серверных комнатах на больших предприятиях, в крупных компаниях. Это связано с тем, что большинство ценной и важной информации сегодня хранится именно в электронном виде, поэтому сохранность серверной системы и базы данных на компьютерах приобретает все более важное значение. [2] 
          Система автоматического пожаротушения способна обеспечить:

- постоянный контроль уровня  задымленности и заданного температурного  режима в охраняемом помещении;                                                                           
- включение световых, а также звуковых сигналов, оповещающих о пожарной опасности; 
- передачу сигнала «Тревога» на пункт централизованного наблюдения; 
- включение системы дымоудаления, что позволяет упростить процесс эвакуации людей; 
- автоматическое закрытие огнезадерживающих клапанов; 
- подачу вещества, предназначенного системой для тушения огня, а также оповещение сигналом о подаче огнетушащего вещества в очаг возгорания.[1]

          В качестве огнетушащего вещества могут использоваться газы (азот, аргон, хладоны, углекислый газ), вода, пена (специальные пенообразующие вещества в сочетании с водой), специальные химические порошки, аэрозольные смеси специального химического состава.

Объект исследования – «М» корпус Алтайского государственного университета

          В связи с выше изложенным, целью нашей работы явилось, рассчитать систему автоматического пожаротушения учебного корпуса «М»  АГУ

          Были  поставлены следующие задачи:

1. Изучить техническую и нормативную документацию, регламентирующие проектирование, монтаж и эксплуатацию установок пожаротушения
2. Рассчитать систему спринклерной распылительной сети водяных АУП на примере аудиторий АГУ «М» корпуса
3. Смоделировать 3D проект учебного корпуса «М» г. Барнаула с использованием трехмерной компьютерной графики, и реализовать установку выбранной АСПТ, исходя из проведенных расчетов, в аудиториях «М» корпуса Алтайского государственного университета.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

             1 Теоретическая часть

1.1 Нормативные документы

Помещение представляет собой три учебных помещения, размеры которых 11,66×11,05×5,6, 11,58×8,98×5,35 и 11,68×11,66×2,52 метров. Учебное помещение (категория «А») расположено в  здании температурные пределы в нем более + 25 С. Основным вид пожарной нагрузки является древесина.

Характерными признаками пожара будут являться: пламенное горение, быстрое повышение температуры в помещении, высокая плотность и токсичность дыма, быстрое заполнение объема помещения продуктами горения и быстрое распространение пламени.

Согласно СП 5.13130.2009 Приложение Б относится к 1 группе помещений по степени опасности развития пожара.

СП 5.13130.2009. Приложение А «Перечень зданий, сооружений, помещений и оборудования, подлежащих защите автоматическими установками пожаротушения и автоматической пожарной сигнализацией» настоящий свод правил устанавливает основные требования пожарной безопасности, регламентирующие защиту зданий, сооружений, помещений и оборудования на всех этапах их создания и эксплуатации автоматическими установками пожаротушения (АУПТ) и автоматическими установками пожарной сигнализацией (АУПС).

Наряду с настоящим сводом правил необходимо руководствоваться стандартами, предусмотренными Федеральным законом от 27.12.2002 № 184-ФЗ «О техническом регулировании» и нормативными документами по пожарной безопасности, предусмотренными статьей 4 Федерального закона от 22.07.2008 № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» и утвержденными в установленном порядке.

Согласно СП 5.13130.2009 учебные помещения подлежит защите АУПТ.

Необходимость установки обуславливаются также тем, что пожар может привести к значительному материальному ущербу, большой удельной пожарной нагрузки в помещении.

 

1.2 Теория о системах АСПТ

 

Автоматическая установка пожаротушения (АУП) - Установка пожаротушения, автоматически срабатывающая при превышении контролируемым фактором (факторами) пожара установленных пороговых значений в защищаемой зоне.

Тип автоматической установки тушения, способ тушения, вид огнетушащих средств, тип оборудования установок пожарной автоматики определяются организацией-проектировщиком в зависимости от технологических, конструктивных и объемно-планировочных особенностей защищаемых зданий и помещений с учетом требований приложения А «Перечень зданий, сооружений, помещений и оборудования, подлежащих защите автоматическими установками пожаротушения и автоматической пожарной сигнализацией» (СП 5.13130.2009).

Таким образом, на правах проектировщика в учебных помещениях устанавливаем спринклерную установку водяного пожаротушения. В зависимости от температуры воздуха на складе электротоваров в сгораемой упаковке спринклерную установку водяного пожаротушения принимаем водонаполненную, так как температура воздуха в помещениях более + 20°С (п. 5.2.1. СП 5.13130.2009).

Огнетушащим веществом в спринклерной установке водяного пожаротушения будет являться вода.[1].

Функциональная схема и режимы функционирования

водяных АУП

На рисунке 1 представлена структурная блок-схема одного из типов водяных установок пожаротушения – спринклерной установки.

Рисунок 1- Структурная блок-схема спринклерной установки водяного пожаротушения:

 

ТЗ – тепловой замок спринклера; ОР – ороситель (спринклер); РТ – распределительный трубопровод; МТП – магистральный трубопровод; УУ – узел управления; ПТ – питательный трубопровод; АВП – автоматический водопитатель; ЭКМ – электроконтактный манометр; ЭП1 – электропровода, соединяющие ЭКМ с электрическим щитом управления (ЭЩУ); ИЭСО – основной источникэлектроснабжения; ИЭСР – резервный источник электроснабжения; ЭП2 – электропровода, соединяющие ЭЩУ с ИЭСО и ИЭСР; ЭП3 – электропровода, соединяющие ЭЩУ с основным электродвигателем ЭДО; ЭДР – резервный электродвигатель; ЭПр – электропровода резервных цепей управления; НСО – основной насос; НСР – резервный насос; ИВСО (ИВСР) – основной (резервный) источник водоснабжения; СДУ – сигнализатор давления универсальный; ЭП4 – электропровода, соединяющие СДУ со щитом управления ЭЩУ; ЭП5 – электропровода, соединяющие ЭЩУ с системой оповещения и информации

 

Установки пожаротушения имеют следующие режимы работы: дежурный режим, режим тушения пожара, режим технического обслуживания, режим ремонта и режим нахождения в состоянии «отказ».

Спринклерные и дренчерные установки, их виды, схемы, принципы действия, область применения

По принципу действия установки водяного пожаротушения подразделяются на спринклерные и дренчерные. Они получили свое название от английских слов sprincle (брызгать, моросить) и drench (мочить, орошать).

Спринклерные установки предназначены для обнаружения и локального тушения пожаров и загораний, охлаждения строительных конструкций и подачи сигнала о пожаре.

Дренчерные установки служат для обнаружения и тушения пожаров

по всей защищаемой площади, а также для создания водяных завес.

Спринклерная установка водяного пожаротушения, представленная на рисунке 2, работает следующим образом. В дежурном режиме спринклерная установка находится под давлением, создаваемым импульсным устройством 10. При возникновении пожара вскрывается тепловой замок спринклерного оросителя 6. Распыленная вода из распределительной сети 5 через спринклеры подается в очаг пожара. Давление в питающем трубопроводе 4 падает, срабатывает контрольно-сигнальный клапан узла управления 7, пропуская воду в распределительную сеть установки. Вода в начальный период поступает к узлу управления от импульсного устройства 10. При срабатывании клапана в узле управления вода поступает и к

сигнализатору давления (СДУ) 3. Электрический импульс от СДУ подается на щит управления и контроля 2, обеспечивающего включение насоса 14 и подачу сигнала тревоги о возникновении пожара и срабатывании установки. Электроконтактные манометры (ЭКМ) 11, установленные на импульсном устройстве 10, предназначены для формирования сигнала об утечке (падении давления) воды (воздуха), а в отдельных случаях – для обеспечения включения насоса.

 

 

Спринклерные установки водяного пожаротушения в зависимости от

температуры воздуха в защищаемых помещениях бывают: водозаполненные – для помещений с минимальной температурой воздуха 5 °С и выше; воздушные – для неотапливаемых помещений зданий, с минимальной температурой воздуха ниже 5 °С.

В случае, когда питающая и распределительная сеть спринклерной установки заполнена воздухом, при срабатывании оросителя из сети выходит воздух, давление в ней падает, а далее работа установки происходит аналогично водозаполненной установке.[4]

 

Рисунок 2 - Принципиальная схема спринклерной установки водяного пожаротушения:

1 – приемно-контрольный прибор; 2 – щит управления; 3 – сигнализатор давления СДУ; 4 – питающий трубопровод; 5 – распределительный трубопровод; 6 – спринклерные оросители; 7 – узел управления; 8 – подводящий трубопровод; 9, 16 – нормально открытые задвижки; 10 – гидропневмобак (импульсное устройство); 11 – электроконтактный манометр; 12 – компрессор; 13 – электродвигатель; 14 – насос; 15 – обратный клапан; 17 – всасывающий трубопровод

 

 

Автоматическое включение дренчерных установок осуществляют от

побудительной системы с тепловыми замками или спринклерными оросителями, от автоматических пожарных извещателей, а также от технологических датчиков.

Работа дренчерной установки водяного пожаротушения, схема которой представлена на рисунке 3, осуществляется следующим образом.

 

Рисунок 3 - Принципиальная схема дренчерной установки водяного пожаротушения:

1 – щит сигнализации; 2 – щит управления; 3 – сигнализатор давления СДУ; 4 – питающий трубопровод; 5 – дренчерные оросители; 6 – спринклерные оросители; 7 – побудительная сеть; 8 – узел управления с клапаном ГД; 9 – узел управления с клапаном ГД; 10 – подводящий трубопровод; 11, 21 – нормально открытые задвижки; 12 – гидропневмобак; 13 – ЭКМ; 14 – клапан пусковой тросовый типа КПТА; 15 – тросовый замок; 16 – трос; 17 – компрессор; 18 – электродвигатель; 19 – насос; 20 – обратный клапан; 22 – всасывающий трубопровод

 

В дежурном режиме побудительная сеть 7 со спринклерными оросителями 6 находится под давлением воды, создаваемым гидропневмобаком 12, а питающий трубопровод 4 через дренчерные оросители 5 сообщается с атмосферой. При пожаре спринклерный ороситель вскрывается, вода выходит из побудительной сети 7, давление в ней падает, в результате чего срабатывает клапан группового действия (ГД) 8. Вода из распределительной сети поступает к дренчерным оросителям 5. При падении давления в системе трубопроводов установки снижается давление и в гидропневмобаке 12, электроконтактные манометры 13 выдают импульс на щит управления 2. Со щита управления сигнал поступает на выносной щит сигнализации 1 и командный импульс на включение электродвигателя 18 насоса 19, обеспечивающего требуемый расход воды на тушение пожара.