Расчет требований к расходу пожарного насоса является одним из наиболее важных шагов в проектировании надежной системы противопожарной защиты. пожарный насос должен подавать достаточный поток воды для удовлетворения потребностей системы, сохраняя при этом давление, необходимое в наиболее гидравлически требовательной точке.
Выбор пожарного насоса только на основе размера здания или выбор самого большого доступного насоса не является надежным подходом. Требуемый расход должен определяться на основе фактической конструкции системы противопожарной защиты, включая потребность в спринклерах, потребность в ручьях шлангов, стояки, гидранты, подъем, потери на трение, водоснабжение и применимые стандарты противопожарной защиты.
Инженерам, подрядчикам противопожарной защиты, консультантам и владельцам проектов понимание того, как рассчитывается расход пожарного насоса, помогает гарантировать, что выбранный насос соответствует требованиям проекта.
.jpg)
Поток пожарного насоса - это объем воды, который пожарный насос может доставить в систему противопожарной защиты в течение определенного периода времени.
Общие единицы включают:
ГПМ: галлонов в минуту
ЛПМ: литров в минуту
м&суп3;/ч: кубометров в час
Например, в зависимости от применения пожарный насос может иметь мощность 500 Г/мин, 750 Г/мин, 1000 Г/мин или несколько тысяч Г/мин.
Однако номинальный расход пожарного насоса не следует выбирать самостоятельно, Он должен соответствовать расчетной потребности системы противопожарной защиты в воде.
Насос, рассчитанный на 1000 Г/мин, не подходит автоматически для здания просто потому, что здание большое. Аналогичным образом, небольшой объект может иметь высокую потребность в воде из-за опасности его размещения или особых требований противопожарной защиты.
Правильный расход пожарного насоса определяется системой & #39;s гидравлической потребностью.
Целью пожарного насоса является обеспечение необходимого водоснабжения, когда доступный источник воды не может обеспечить достаточный поток и давление сам по себе.
Если пожарный насос имеет меньший размер, система может не подавать достаточное количество воды в необходимые спринклеры, гидранты, шланговые станции или стояки.
Если насос значительно увеличен, система может испытывать ненужное давление и затраты на оборудование. Избыточный размер также может создать проблемы с компонентами системы, которые не предназначены для чрезмерного давления.
Поэтому правильный размер пожарного насоса требует баланса между расходом воды, давлением, потребностью системы и требованиями применимого стандарта противопожарной защиты.
Перед расчетом необходимого расхода пожарного насоса определите все системы противопожарной защиты, которым может потребоваться вода из насоса.
В зависимости от проекта к ним могут относиться
Автоматические спринклерные системы
Системы стояка
Шланговые станции
Пожарные гидранты
Системы потопа
Системы распыления воды
Системы пены
Специальные системы опасности
Не каждая система обязательно работает одновременно. проектирование должно определять, какие системы или области представляют собой требуемый сценарий проектирования.
При определении того, какие требования к воде необходимо включить, следует учитывать применимый стандарт противопожарной защиты и орган, обладающий юрисдикцией.
Для многих систем противопожарной защиты потребность в спринклерах является основным компонентом необходимого расхода воды.
В гидравлических расчетах дождевальной системы обычно учитываются такие факторы, как
Классификация опасности
Площадь проектирования
Необходимая плотность
Количество дождевальных машин, работающих в зоне проектирования
Характеристики разряда дождевальной машины
Доступное давление
Размер трубы
Длина трубы
Фитинги и клапаны
Изменения высоты
Упрощенное соотношение, обычно используемое для отдельного спринклера, заключается в следующем
Q = K√P
Где:
Кью= скорость потока спринклера
К= коэффициент разряда дождевального аппарата
П= давление в спринклере
Фактический гидравлический расчет является более полным, поскольку спринклерная система состоит из нескольких ветвей, фитингов, труб и изменений высоты.
Общая потребность в спринклерах определяется путем расчета расхода воды, необходимого для наиболее требовательной к гидравлике расчетной площади.
Во многих конструкциях противопожарной защиты спрос на спринклеры не является единственным требованием к воде.
Также может потребоваться включить допуск на поток шлангов в зависимости от конструкции системы, занятости и применимого стандарта.
Упрощенное представление расчета:
Общий спрос на воду = спрос на спринклеры + спрос на шланговые потоки
Например, если расчетная потребность в спринклерах составляет 500 Г/мин, а требуемая норма потока шлангов составляет 250 Г/мин, совокупная потребность будет равна
500 Г/МЛ + 250 Г/МЛ = 750 Г/МЛ
Это не означает, что каждый проект требует этих точных значений. фактическое разрешение на шланг должно определяться на основе применимых требований к проектированию.
Одного потока недостаточно для выбора пожарного насоса.
Насос должен обеспечивать необходимый расход при требуемом давлении.
На требуемое давление влияет несколько факторов, в том числе
Возвышение
Трубное трение
Фитинги
Клапаны
Требования к дождевальной машине
Требования к гидрантам
Требования к стояку
Требуемое остаточное давление
Доступное давление подачи воды
Основной концепцией определения требуемого давления насоса является
Требуемое давление в насосе = требуемое давление в системе + потери давления + потери при подъеме & минус; Доступное давление всасывания
Эта упрощенная зависимость помогает проиллюстрировать, почему выбор пожарного насоса требует расчета как расхода, так и давления.
Для реального проекта полный гидравлический расчет должен выполняться с использованием фактической трубопроводной сети и компонентов системы.
Высота над уровнем моря может оказать существенное влияние на требования к пожарным насосам.
Давление воды уменьшается по мере увеличения высоты. следовательно, здание с несколькими этажами может потребовать значительно большего давления насоса, чем одноэтажное здание.
Чем выше выходное отверстие спринклера или шланга над насосом, тем больше потеря статического давления, вызванная подъемом.
В качестве общего гидравлического принципа давление примерно 0,433 фунта на квадратный дюйм связано с каждым футом возвышения воды, или примерно 9,81 кПа на метр возвышения воды.
Например, если компонент системы расположен значительно выше насоса, пожарный насос должен обеспечивать дополнительное давление для преодоления этого перепада высот.
Это особенно важно в высотных зданиях, складах с высокими складскими стеллажами и объектах с надземными технологическими зонами.
Вода теряет давление, когда течет по трубам.
Величина потерь на трение зависит от таких факторов, как
Диаметр трубы
Длина трубы
Материал трубы
Внутренняя шероховатость трубы
Расход воды
Фитинги
Клапаны
Изменения направления потока
В гидравлических расчетах обычно используются признанные формулы и методы для определения этих потерь.
Уравнение Хейзена-Уильямса широко используется для гидравлических расчетов противопожарной защиты на водной основе:
P = 4,52 & times; Q¹·85² /(C¹·85² × d4·87) × L
Точная форма и единицы измерения зависят от используемого метода расчета.
Где переменные представляют поток, коэффициент шероховатости трубы, диаметр трубы и длину трубы.
Для фактического проектирования противопожарной защиты инженерам следует использовать соответствующий метод расчета, агрегаты, характеристики труб и применимый стандарт, а не полагаться на упрощенные оценки.
Пожарный насос не работает независимо от источника воды.
Перед определением окончательных требований к насосу следует оценить доступное водоснабжение.
К возможным источникам воды относятся
Муниципальное водоснабжение
Накопитель для пожарной воды
Водохранилище
Подземный резервуар для воды
Выделенная система пожарной воды
Доступную подачу следует оценивать как по расходу, так и по давлению.
Например, если водопровод может обеспечить часть необходимого расхода и давления, пожарному насосу может потребоваться только пополнить имеющийся запас.
Однако если источник воды имеет недостаточное давление или расход, пожарный насос должен обеспечивать дополнительные характеристики, требуемые системой.
Таким образом, испытания расхода воды и измерения давления могут быть важными исходными данными для определения размеров пожарных насосов.
После расчета требований системы определите необходимый проектный поток.
Упрощенный пример может проиллюстрировать процесс.
Предположим, что проект имеет
Спрос на спринклер: 600 ГПМ
Припуск на поток шланга: 250 Г/мин
Рассчитанный спрос будет таким
600 + 250 = 850 Г/млн
Таким образом, для проекта потребуется пожарный насос, способный удовлетворить применимые проектные потребности при необходимом давлении.
Следующий доступный стандартный номинал насоса может быть рассмотрен в зависимости от производителя насоса и #39;s доступных моделей и применимых требований.
Однако окончательный выбор не должен основываться только на расходе Кривая насоса должна быть пересмотрена, чтобы подтвердить, что выбранный насос обеспечивает необходимое давление при необходимом расходе.
После расчета требуемого расхода и давления сравните точку работы с кривой производительности пожарного насоса.
Кривая насоса показывает, как насос работает при различных скоростях потока.
Важные моменты для рассмотрения включают
Номинальный расход
Номинальное давление
Давление отключения
Давление при номинальном расходе
Давление при более высоком расходе
Максимально ожидаемый системный спрос
Насос должен обеспечивать требуемые характеристики в рамках применимых критериев приемки.
Производитель пожарного насоса должен предоставить сертифицированную или проверенную кривую производительности выбранной модели, чтобы инженеры могли проверить ее пригодность для проекта.
Одной из распространенных ошибок является рассмотрение размера насоса как простого числа потока.
Например, пожарный насос мощностью 750 Г/мин невозможно правильно оценить, не зная его характеристик давления.
Оба насоса могут иметь номинальный расход 750 Г/мин, но имеют разные характеристики давления.
Поэтому правильный выбор требует и того, и другого
Поток + Давление
Насос должен удовлетворять требуемому месту работы, а не просто соответствовать номинальному значению GPM.
Для крупных или критически важных объектов может потребоваться более одного пожарного насоса.
Система может использовать такие комбинации, как
Электрический пожарный насос
Дизельный пожарный насос
Жокейский насос
Основные пожарные насосы могут обеспечивать необходимый пожарный поток, в то время как жокей-насос поддерживает давление в системе в нормальных условиях и компенсирует небольшие потери давления.
Для более крупных объектов конструкция противопожарной защиты может включать несколько источников водоснабжения или насосных устройств. требуемый расход для каждого насоса должен определяться на основе применимых требований к конструкции системы и проекту.
После установления необходимого потока следует оценить несколько дополнительных факторов.
В зависимости от применения проект может потребовать горизонтального насоса с разделенным корпусом, концевого всасывающего насоса, вертикального турбинного насоса или другой подходящей конфигурации пожарного насоса.
Насос может приводиться в движение электродвигателем или дизельным двигателем в зависимости от имеющегося источника питания, требований проекта и применимых правил.
Проекты могут указывать конкретные сертификаты или одобрения, такие как оборудование, внесенное в список UL или одобренное FM. Требуемая сертификация должна быть подтверждена перед выбором насоса.
Доступное пространство, условия всасывания, высота источника воды, условия окружающей среды, требования к вентиляции, выхлопу и техническому обслуживанию могут повлиять на окончательную конфигурацию.
Испытание производительности важно для подтверждения того, что изготовленный насос соответствует указанным требованиям к расходу и давлению.
Несколько ошибок могут привести к неправильному выбору насоса.
Площадь застройки не определяет напрямую расход пожарного насоса Классификация опасности и гидравлический спрос гораздо важнее.
Там, где это применимо, потребность в ручьях шлангов должна быть включена в общий расчет потребности в воде.
Насос должен обеспечивать как необходимый расход, так и давление.
Высотные системы могут потребовать значительно большего давления насоса.
Размер трубы, длина, фитинги и клапаны влияют на потерю давления.
Насос следует выбирать после того, как системная потребность будет правильно установлена.
Насос, отвечающий требованиям гидравлики, может по-прежнему оказаться непригодным, если проект требует специальной сертификации или одобрения.
Прежде чем запрашивать расценки на пожарный насос, подготовьте следующую информацию:
Тип проекта и его заполняемость
Охраняемая территория
Классификация опасности
Конструктивная плотность дождевальной машины
Площадь гидравлического проектирования
Рассчитанная потребность в спринклерах
Спрос на поток шлангов
Требуемый системный поток
Требуемое давление
Разница высот
Потери на трение трубы
Доступное водоснабжение
Давление всасывания
Емкость резервуара для воды
Требуемый тип пожарного насоса
Электрический или дизельный водитель
Требуемая сертификация
Условия установки
Применимые стандарты противопожарной защиты
Требуемое тестирование и документация
Предоставление этой информации производителю пожарных насосов позволяет изготовителю рекомендовать оборудование на основе фактических требований проекта, а не предположений.
.jpg)
Расчет требований к расходу пожарного насоса является фундаментальной частью разработки эффективной системы противопожарной защиты. Процесс начинается с определения потребности в воде на охраняемой территории, а затем с учетом расхода спринклера, потребности в потоке шлангов, требований к давлению, высоты, потерь на трение и доступного водоснабжения.
Окончательный выбор пожарного насоса должен основываться на полной точке гидравлического режима работы, а не только на потоке. Инженеры также должны учитывать тип насоса, водителя, сертификацию, условия установки, требования к испытаниям и совместимость с полной системой противопожарной защиты.
Для производителей пожарных насосов точная информация о проекте необходима для выбора правильного оборудования. сочетая гидравлические расчеты с надежными данными о производительности насоса и соответствующими испытаниями, проектные группы могут выбрать пожарный насос, который соответствует требуемому потоку и давлению и поддерживает общую надежность системы противопожарной защиты.
