Требования пожарной безопасности обязывают руководителя организации обеспечивать исправность ВПВ (внутреннего противопожарного водопровода) и организовывать проведение проверок в части водоотдачи… (п.48 ППР РФ).
Расход воды ВПВ находится в зависимости от высоты компактной части струи, диаметра клапана пожарного крана и диаметра выходного отверстия пожарного ствола (спрыска).
Согласно измеренному давлению (свободного напора) в зависимости от диаметра выходного отверстия пожарного ствола определяют расход воды из пожарного ствола и высоту компактной части струи.
Водоотдача ВПВ – способность ВПВ в диктующей точке обеспечить нормативные и/или проектные значения расхода, давления и высоты компактной части струи.
За критерий положительной оценки результатов испытаний ВПВ принимают значения давления, расхода и высоты компактной части струи… (7.3.10.1 ГОСТ Р 59643-2021).
Мы уже рассматривали вертикальные струи по ссылке: http://malahov-consultant.ru/vysota-kompaktnoj-chasti-strui/.
Теперь более расширено.
Пожарные струи подразделяются на сплошные и распыленные, вертикальные и наклонные. Сплошные струи воды разделяются на три характерные части: компактную, частично раздробленную и распыленную. Сегодня речь идёт о сплошных компактных вертикальных струях воды, подаваемых на пожаротушение. Именно такие струи рассматриваются для решения задач по внутреннему противопожарному водоснабжению.
Высота компактной части струи — это условная высота водяной струи, вытекающей из пожарного ствола и сохраняющей свою компактность. (п.3.3. СП 10.13130.2009)
Согласно п.7.16 СП 10 высота компактной части водяной струи величина расчётная и определяется по формуле (3):
Нр = 100αР / (1+100φР)
где:
Hp – расчетная компактная часть водяной струи, м;
P – давление (свободный напор) на пожарном стволе, МПа;
α = 0,82 – коэффициент сплошных компактных вертикальных струй воды;
φ – коэффициент выходных диаметров по таблице 7.4. СП10.13130.2020
Разработчики СП 10.13130 заимствовали эту формулу у Люгера (1895 г). Здесь я бы хотел поставить жирный восклицательный знак – знак внимания. Из своей личной практики скажу, что расчётная высота струи, как правило, не равна фактической высоте струи, а несколько ниже.
Предоставление Заказчику информации, которая не является истиной, не даёт мира сердцу и покой совести. Представляете, если расчётные струи удовлетворяют, а фактическое положение дел не обеспечит должного уровня пожаротушения, кто будет виноват?
Уважаемый Люгер предложил формулу для идеальных условий с минимальным применением коэффициентов. Коэффициент φ выходных диаметров находится эмпирически, опираясь только на опыт и факты, но разве только он (φ) играет весомую роль в дальности полёта струи.
Рассмотрим ряд коэффициентов, влияющих на результаты испытаний:
ξ – коэффициент местного сопротивления, потери энергии на местные сопротивления;
°Ж – жёсткость (мягкость) воды, выражается в градусах жесткости ГОСТ 31865-2012;
f – коэффициент аэрации воды и прочие лягушки.
Коэффициенты потерь
Коэффициент местного сопротивления ξ (КМС) – показатель, который характеризует сопротивление, оказываемое потоку на определенном элементе трубопровода – спрыск ствола пожарного. Это вызывает потери удельной энергии потока (напора). К сожалению, и пластмассовые и металлические стволы, поставляемые в продажу, имеют спрыск, скажем, не опрятного вида, с заусенцами, шероховатостями и прочими неровностями, сужающими площадь выхода воды из системы и вызывающие дополнительное сопротивление и потери напора.
Потери напора жидкости в случае с местными сопротивлениями определяются в большинстве случаев только опытным путем. Но и в теоретическом обосновании есть некоторые прорывы — так, местное сопротивление по своим свойствам и характеристикам аналогично сопротивлению, которое наблюдается при внезапном расширении струи. И это логично, если учитывать, что поведение потока жидкости при преодолении любого локального сопротивления сопровождается сужением или расширением сечения.
Коэффициент местного сопротивления при входе струи потока в среду без жидкости связан с потерей кинетической энергии и равен 1 (при идеальных условиях), но в случае, если спрыск ствола пожарного необработанная штамповка, то сопротивление увеличивается, а значит должен быть увеличен коэффициент местного сопротивления.
Жесткость воды – это совокупность физико-химических свойств, связанных с содержанием растворенных в воде солей жесткости (соли кальция, магния, бериллия, бария, стронция и т.д.).
Когда доля растворенных солей малочисленна, считается, что такая вода мягкая. И наоборот – многочисленность растворенных солей делает её жёсткой. Согласно методам определения жёсткости воды по гидрохимии считается:
0-4 мг-экв./л – мягкая вода
4-8 мг-экв./л – средней жесткости
8-12 мг-экв./л – жесткая вода
Петербургская вода в городской черте всегда отличалась мягкостью. По данным ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» в Северной Пальмире градус жёсткости воды по городским водопроводным станциям (ВС):
Замечу, что все формулы по гидротехнике и гидродинамике: и Бернулли, и Торричелли, и Люгер иже с ними – все они справедливы лишь для несжимаемых жидкостей. Жидкости несжимаемые – так меня учили в школе. Теперь, я знаю, что я знаю – если есть понимание несжимаемых жидкостей, то нельзя отрицать существование сжимаемых жидкостей.
Сейчас несжимаемая жидкость — математическая модель сплошной среды, плотность которой сохраняется при изменении давления. Плотность среды (воды) зависит от растворённых в ней твёрдых и газообразных примесей.
Наличие таковых примесей в жидкости влияет на скорость потока струи, а значит и на длину струи. Когда тушат пожары с нефтепродуктами, в воду специально добавляют смачиватель (пенообразователь). Пена лучше контактирует с поверхностью нефтепродуктов и лучше оттесняет кислород, чем прекращает горение. Но есть и отрицательный момент – чем больше пены, тем короче длина струи. Чем больше пены в воде, тем больше сопротивление струи со средой, тем меньше длина струи.
Рассмотрим пример аэрации воды.
Аэрация — процесс интенсивного насыщения воды газом. Чем мягче вода, тем короче её полёт. Чем больше газов в струе воды, тем меньше высота её струи.
Можно ли избежать насыщение воды газами? Практически нет. Чем больше турбулентности в воде, тем больше в ней будет газиков и чем дольше вода стоит в покое в пожарных водопроводах, тем больше в ней образуется жизни и процессов распада органики, выделяя газы, вызывающие процесс аэрации. Коэффициент аэрации для технических расчетов ф = 0,85 – 1,0.
Эту жижу из источников пожаротушения мы называем лягушками, очень похожих на чёрных дождевых лягушек – самых грустных созданий на нашей планете.
Кстати, лягушка на английском frog, от сюда коэффициент аэрации – f.
Коэффициент аэрации для пожарных расчетов f = 0,85 – 1,0. Для определения высоты полёта воды из пожарного ствола от совмещённого ХВП и ВПВ коэффициент аэрации f = 1,0, а от замкнутой (обособленной) системы ВПВ коэффициент аэрации f = 0,85.
Таким образом, формула для расчёта высоты компактной части вертикальной водяной струи от пожарного водопровода может выглядеть так:
Нрf = 100αРf / (1ξ + 100φР°Ж)
Произведём математические расчёты по обеим формулам:
по формуле – Нр = 100αР / (1+100φР)
100 • 0,82 • 0,21 / (1+100 • 0,0165 • 0,21) = 17,22 / 1,3465 = 12,8 м
Высота вертикальной струи по идеальным условиям составила – 12,8 м.
По формуле – Нрf = 100αРf / (1ξ +100φР°Ж)
100 • 0,82 • 0,21 • 0,85 / (1 • 1 + 100 • 0,0165 • 0,21• 1,1) = 14,637 / 1,38115 = 10,6
Высота вертикальной струи по реальным условиям (с лягушками) составила – 10,6 м.
При Нр = 12,8 м критерий положительной оценки в части высоты струи удовлетворён.
При Нрf = 10,6 м критерий положительной оценки в части высоты струи не удовлетворён.
Если эту неудовлетворённость (Нрf < 12) рассматривать через призму ст. 20,4 КоАП РФ, то стоимость таковой амбиции может стоить юрику 300 000 рублей.
Библиография
Г.И. Николаев, Э.Ю. Лубсанов «Противопожарное водоснабжение». Учебно-методическое пособие. Улан-Удэ Издательство ВСГУТУ 2012
А.А.Качалов «Противопожарное водоснабжение» Стройиздат 1975 г.
Е.Н.Иванов «Противопожарное водоснабжение» Стройиздат 1986 г.
С.В.Черкасов «Аэрация воды»
Справочник химика 21 «Химия и химическая технология»
СП 10.13130.2020 «Внутренний противопожарный водопровод»
СП 30.13330.2020 Внутренний водопровод и канализация зданий
P.S. Да как же назовём эту формулу? Мои труды и моя ответственность. Так пусть будет дано ей имя моё – ибо оно чудно.
Подскажите пожалуйста, а требование к проведению испытаний на водоотдачу ВПВ совсем убрали теперь? п. 48 п. 50 ППРФ от 16.09.2020 г. № 1479 «Об утверждении ППР в РФ» что-то не регламентирует теперь проведение испытаний.
Максим, Компания «IGNIS. Fire safety»: https://www.ignis-fs.ru/ Апрель.2024.
Постановлением Правительства РФ от 24.10.2022 N 1885 действительно из второго абзаца пункта 48 удалено «и внутренних водопроводов противопожарного водоснабжения».
Судя по всему, требования пункта 48 решили оставить для наружного противопожарного водоснабжения, что в прочем-то и верно, ибо нет предела совершенству. Заодно потрудились над терминологией.
Требования пункта 50 посвящены внутреннему противопожарному водопроводу: «Руководитель организации обеспечивает исправное состояние, своевременное обслуживание и ремонт внутреннего противопожарного водопровода, укомплектованность пожарных кранов исправными пожарными рукавами, ручными пожарными стволами и пожарными запорными клапанами, организует перекатку пожарных рукавов (не реже 1 раза в год), а также надлежащее состояние водокольцевых катушек с внесением информации в журнал эксплуатации систем противопожарной защиты.
(в ред. Постановления Правительства РФ от 24.10.2022 N 1885)
А методы обеспечения в исправном состоянии и технического обслуживания ВПВ регламентированы ГОСТР 59643—2021 «Внутреннее противопожарное водоснабжение. Руководство по проектированию, монтажу, техническому обслуживанию и ремонту. Методы испытаний на работоспособность»
Так что испытаний на водоотдачу ВПВ никто не отменял. Дело это нужное.
