Calcul détaillé du système d'extinction automatique d'incendie. Erreurs dans les projets d'extinction d'incendie à eau. Un exemple de calcul d'une installation de gicleurs d'extinction d'incendie à eau

Le système d'extinction d'incendie à eau par aspersion est pratique et fonctionnel. Il est utilisé dans les installations de divertissement, les bâtiments commerciaux et industriels. La principale caractéristique des lignes de gicleurs est la présence de gicleurs avec inserts en polymère. Sous l'influence de températures élevées, l'insert fusionne, activant le processus d'extinction d'incendie.

Schéma d'un système d'extinction d'incendie par aspersion

La structure d'un système typique comprend les éléments suivants.

• modules de contrôle.
• Pipeline.
• Arroseurs arroseurs.
• module de controle.
• Vannes.
• module d'impulsion.
• Équipement de compresseur.
• Instruments de mesure.
• Usine de pompage.

Lors du calcul des systèmes d'extinction d'incendie, les paramètres de la pièce (superficie, hauteur de plafond, disposition), les exigences des normes industrielles et les exigences de la mission technique sont pris en compte.

Le calcul des installations de gicleurs d'eau doit être effectué par des spécialistes qualifiés. Ils disposent d'instruments de mesure spécialisés et des logiciels nécessaires.

Avantages du système

Les systèmes d’extinction d’incendie par aspersion présentent de nombreux avantages.

• Activation automatique en cas d'incendie.
• Simplicité des schémas de travail de base.
• Maintenir les performances sur une longue période.
• Facilité d'entretien.
• Coût acceptable.

Inconvénients du système

Les inconvénients des systèmes de gicleurs incluent.

• Dépendance à l'arrivée d'eau régulière.
• Impossibilité d'application sur des objets à haut degré d'électrification.
• Difficultés d'utilisation dans des conditions de températures négatives (nécessite l'utilisation de solutions air-eau).
• Inaptitude des arroseurs à la réutilisation.

Un exemple de calcul d'une installation de gicleurs d'extinction d'incendie à eau

Le calcul hydraulique du système d'extinction d'incendie par aspersion vous permet de déterminer les indicateurs de pression de fonctionnement, le diamètre optimal de la canalisation et les performances de la ligne.

Lors du calcul de l'extinction d'incendie par aspersion en termes de consommation d'eau, la formule suivante est utilisée :

Q=q p *S, où :

• Q est la performance de l'arroseur ;
• S est l'aire de l'objet cible.

Le débit d'eau est mesuré en litres par seconde.

Le calcul des performances de l'arroseur se fait selon la formule :

q p = J p * F p , où

• J p - l'intensité de l'irrigation fixée par les documents réglementaires, en fonction du type de local ;
• F p est la zone de couverture d'un arroseur.

Le facteur d'efficacité de remplissage est présenté sous forme de nombre, non accompagné d'unités.

Lors du calcul du système, les ingénieurs déterminent le diamètre des sorties des gicleurs, la consommation de matériaux et les solutions technologiques optimales.

Si vous avez besoin d'un calcul d'un système d'extinction d'incendie par aspersion, contactez le personnel de "Teploognezashchita". Les spécialistes s'acquitteront rapidement de la tâche et fourniront des recommandations sur la résolution des problèmes typiques et non standard.

Détermination des paramètres de fonctionnement du système.

Le calcul hydraulique du réseau de gicleurs vise à déterminer le débit d'eau, ainsi qu'à déterminer la pression requise au niveau des arrivées d'eau et les diamètres de canalisations les plus économiques.
Selon NPB 88-2001*, la quantité d'eau requise pour éteindre un incendie est de :

Q=q*S, l/s

Où q – l’intensité d’irrigation requise, ch/m2;
S - zone de calcul de la consommation d'eau, m.

La consommation réelle de l'agent extincteur est déterminée en fonction des caractéristiques techniques du type de gicleur sélectionné, de la pression devant celui-ci, des conditions de disposition du nombre requis de gicleurs pour protéger la zone calculée, y compris s'il est nécessaire de installer des arroseurs sous les équipements de transformation, les plates-formes ou les conduits de ventilation, s'ils empêchent l'irrigation de la surface protégée. La superficie estimée est acceptée conformément à la NPB 88-2001, en fonction du groupe de locaux.
De nombreux concepteurs, lorsqu'ils déterminent le débit d'eau réel, soit prennent le débit minimum requis comme débit de conception, soit arrêtent le calcul lorsque la quantité requise d'agent extincteur est atteinte.
L'erreur réside dans le fait que de cette manière, l'irrigation de toute la surface normative calculée avec l'intensité requise n'est pas assurée, puisque le système ne calcule pas et ne prend pas en compte le fonctionnement réel des arroseurs sur la surface calculée. Par conséquent, les diamètres des canalisations principales et d'alimentation sont mal déterminés, les pompes et les types d'unités de contrôle sont sélectionnés.
Regardons ce qui précède avec un petit exemple.

Les locaux doivent être protégés S=50 m2, avec l'intensité requise q=0,08 l/s*m2

Selon NPB 88-2001*, la quantité d'eau requise pour éteindre un incendie est de : Q=50*0,08=4l/s.
Conformément à l'article 6. App. 2 NPB 88-2001*, le débit d'eau estimé Qd, l/s, à travers l'arroseur est déterminé par la formule :

Où k– coefficient de performance du sprinkleur, pris selon la documentation technique du produit, k=0,47(pour cette option) ; H- pression libre devant l'arroseur, H=10 m.

Puisqu'il est impossible de décrire en détail le calcul hydraulique dans le volume d'un article, en tenant compte de tous les facteurs nécessaires affectant le fonctionnement du système - pertes linéaires et locales dans les canalisations, configuration du système (anneau ou impasse), dans ce Par exemple, nous prendrons le débit d’eau comme la somme du débit passant par l’arroseur le plus éloigné.

Qf = Qd * n,

Où n- le nombre de sprinklers placés sur la zone protégée

Qf=1,49*8=11,92 l/s.

On voit que la consommation réelle Qph dépasse largement la quantité d'eau requise Q, par conséquent, pour le fonctionnement normal du système avec toutes les conditions requises, il est nécessaire de prévoir tous les facteurs possibles affectant le fonctionnement du système.

Installation automatique d'extinction d'incendie à eau aspergée, combinée à des bouches d'incendie.

Les gicleurs et les bouches d'incendie sont deux systèmes de lutte contre l'incendie qui ont le même objectif, mais une structure de construction fonctionnelle différente, leur combinaison provoque donc une certaine confusion, puisqu'il faut se laisser guider par des documents réglementaires différents pour construire un système commun.
Selon le paragraphe 4.32 du NPB 88-2001 *, "Dans les installations remplies d'eau de gicleurs sur des canalisations d'alimentation d'un diamètre de 65 mm ou plus, l'installation de bouches d'incendie selon SNiP 2.04.01-85 * est autorisée."
Considérez l'une des options les plus courantes. Cet exemple se retrouve souvent dans les immeubles à plusieurs étages, lorsque, à la demande du client et afin d'économiser de l'argent, il combine un système d'extinction automatique d'incendie par aspersion avec un système d'alimentation en eau d'incendie interne.
Selon la clause 9.1 du SNiP 2.04.01-85 *, avec le nombre de bouches d'incendie de 12 ou plus, le système doit être considéré comme un système annulaire. Les réseaux en anneau doivent être connectés au réseau en anneau extérieur avec au moins deux entrées.

Erreurs de schéma sur l'image 2:
? Les sections du pipeline d'alimentation vers les sections comportant plus de 12 PC "A + B" et "G + D" sont des impasses. L'anneau de sol ne répond pas aux exigences de la clause 9.1 du SNiP 2.04.01-85*.
« Les systèmes de plomberie d'eau froide internes doivent être adoptés :
- impasse, si une coupure d'alimentation en eau est autorisée et avec le nombre de bouches d'incendie jusqu'à 12 ;
- en anneau ou avec entrées en boucle avec deux canalisations sans issue avec entrées en boucle avec deux canalisations sans issue avec des dérivations vers les consommateurs de chacun d'eux pour assurer un approvisionnement continu en eau.
Les réseaux en anneau doivent être connectés au réseau en anneau extérieur avec au moins deux entrées.
P. 4.34. NPB 88-2001* : « Une section d'une installation de gicleurs comportant 12 bouches d'incendie ou plus doit avoir deux entrées. »
? Selon la clause 4.34. NPB 88-2001*, « pour les installations de gicleurs comportant deux sections ou plus, la deuxième entrée avec une vanne peut être effectuée à partir d'une section adjacente. » La section "A + G" n'est pas une telle entrée, car après elle se trouve une section sans issue du pipeline.
? Les exigences de la clause 6.12 sont violées. SNiP 2.04.01-85* : le nombre de jets fournis par une colonne montante dépasse les valeurs standards. "Le nombre de jets fournis par chaque colonne montante ne doit pas dépasser deux."
Ce schéma est approprié lorsque le nombre de bouches d'incendie dans la section de gicleurs est inférieur à 12.

Sur figure 3 chaque section d'une installation de gicleurs comportant plus de 12 bouches d'incendie dispose de deux entrées, la deuxième entrée se fait à partir d'une section adjacente (Section « A + B », ce qui ne contredit pas l'exigence de la clause 4.34 de la NPB 88-2001*).
Les contremarches sont bouclées par des cavaliers horizontaux, créant un seul anneau, donc clause 6.12. SNiP 2.04.02-84 * "Le nombre de jets fournis par chaque colonne montante ne doit pas être supérieur à deux" n'est pas violé.
Ce schéma implique un approvisionnement ininterrompu en eau du système selon la catégorie I de fiabilité.

Alimentation en eau pour installation d'extinction automatique d'incendie à eau.

Les systèmes d'extinction d'incendie, de par leur destination, assurent la sécurité des personnes et la sécurité des biens, ils doivent donc être constamment en état de fonctionnement.
S'il est nécessaire d'installer des pompes de surpression sur le système, il est nécessaire de les fournir en électricité et en eau dans des conditions de fonctionnement ininterrompu, c'est-à-dire selon I catégorie de fiabilité.
Les systèmes d'extinction d'incendie à eau appartiennent à la catégorie I. Selon la clause 4.4, les exigences suivantes sont imposées au système :
« Catégorie I - il est permis de réduire l'approvisionnement en eau pour les besoins domestiques et de boisson d'un maximum de 30 % de la consommation estimée et pour les besoins de production jusqu'à la limite fixée par le programme d'urgence des entreprises ; la durée de la diminution de l'approvisionnement ne doit pas dépasser 3 jours. Une interruption de l'approvisionnement en eau ou une diminution de l'approvisionnement en dessous de la limite spécifiée est autorisée pendant le temps d'arrêt des éléments de réserve du système (équipements, raccords, structures, canalisations, etc.), mais pas plus de 10 minutes.
L'une des erreurs rencontrées dans les projets est que le système d'extinction automatique d'incendie à eau n'est pas prévu pour la catégorie I de fiabilité de l'approvisionnement en eau.
Cela est dû au fait que le point 4.28. La NPB 88-2001* stipule que « les pipelines d'alimentation peuvent être conçus comme des impasses pour trois unités de contrôle ou moins ». Guidés par ce principe, les concepteurs souvent, lorsque le nombre d'unités de commande est inférieur à trois, mais que l'installation de pompes d'appoint d'incendie est requise, une est prévue pour l'entrée dans les systèmes d'extinction d'incendie.
Cette décision n'est pas correcte, puisque les stations de pompage des installations d'extinction automatique d'incendie doivent être classées dans la catégorie de fiabilité I, selon la note. 1 page 7.1 du SNiP 2.04.02-84 "Les stations de pompage qui alimentent en eau directement le réseau d'alimentation en eau de lutte contre l'incendie et combinée d'alimentation en eau de lutte contre l'incendie doivent être classées dans la catégorie I."
Selon l'article 7.5 du SNiP 2.04.02-84, « Le nombre de conduites d'aspiration vers la station de pompage, quels que soient le nombre et les groupes de pompes installées, y compris les pompes à incendie, doit être d'au moins deux. Lors de la désactivation d'une ligne, le reste doit être conçu pour ignorer le débit total prévu pour les stations de pompage des catégories I et II.
Sur la base de tout ce qui précède, il est conseillé de faire attention au fait que, quel que soit le nombre d'unités de contrôle d'une installation d'extinction automatique d'incendie, s'il existe une installation de pompage sur le système, elle doit être prévue selon la catégorie de fiabilité. JE.
Étant donné qu'à l'heure actuelle, la documentation de conception n'est pas approuvée par les autorités nationales de surveillance des incendies avant le début des travaux de construction et d'installation, la correction des erreurs une fois l'installation terminée et la remise de l'installation aux autorités de surveillance entraîne des coûts injustifiés et une augmentation des coûts. le moment de la mise en service de l'installation.

S. Sinelnikov, Technos-M+ LLC

Cette liste contient une liste assez exhaustive d'options applicables à la plupart des calculs. Considérons le programme plus en détail. Fonctionnement de l'interface et du programme L'interface du programme ne suscite aucune plainte particulière. Tous les éléments sont clairement localisés et remplissent leurs fonctions. La maîtrise ne nécessite pas de coûts de temps pour toute personne travaillant plus ou moins habituellement dans l'environnement WINDOWS. L'interface est construite sur des onglets entre lesquels vous pouvez basculer à tout moment pour apporter des modifications. Dans le premier onglet, les données générales du projet sont saisies, qui sont ensuite utilisées lors de la création d'un rapport. La fenêtre de travail principale (ou les fenêtres, selon le nombre) est la fenêtre de section. Là, sous forme de tableau, les données initiales sont saisies, ainsi que des calculs intermédiaires de débits et de pression.

Je ne vais pas vous ennuyer avec une description de la procédure de saisie des paramètres, d'autant plus que tout cela est expliqué en détail dans des tutoriels vidéo appelables en appuyant sur Ctrl + F1 (à condition de disposer d'une connexion Internet). Je noterai seulement que la saisie des paramètres s'effectue tout simplement, s'il existe un schéma axonométrique, ou au moins un plan de coupe (pour calcul préalable) avec les cotes appliquées. En plus des canalisations d'alimentation et de distribution, les rideaux déluge ainsi que les bouches d'incendie d'un système combiné d'approvisionnement en eau de lutte contre l'incendie peuvent être pris en compte dans le calcul. L'un des inconvénients du programme est l'absence d'un composant graphique qui vous permettrait de contrôler visuellement la saisie des paramètres de la section d'extinction d'incendie. Cette fonctionnalité me semble extrêmement utile, et l'inclusion d'une brève axonométrie dans le rapport le rendrait très descriptif. Un exemple d’une telle fonction ne peut actuellement être vu que dans des logiciels étrangers.
Une excellente fonctionnalité incluse dans le programme est la possibilité de saisir automatiquement les paramètres hydrauliques de l'équipement (gicleurs, bouches d'incendie et diaphragmes, unités de commande et tuyaux ondulés flexibles) lors de leur choix dans le catalogue intégré. Après la fin du calcul de la section dictée (jusqu'à l'unité de contrôle), dans l'onglet "Sélection des pompes", les paramètres sont saisis et le calcul des équipements de pompage d'extinction d'incendie est effectué.
Les variantes de schémas hydrauliques pour allumer les pompes à incendie comprennent jusqu'à 5 pompes (principales et de secours), connectées à la fois en parallèle et en série. A l'aide de l'onglet « Supplémentaires / Calculs », le nombre de dérivations pour le raccordement des équipements d'incendie, le volume du réservoir et le diamètre minimum requis de la canalisation d'alimentation sont automatiquement calculés. Rapport Le résultat du programme est un rapport au format PDF. Les calculs de section inclus dans le rapport peuvent être sélectionnés. Prix Le coût du logiciel HydroVPT peut être calculé en fonction du temps d'utilisation :

• 1 mois - 2 500 roubles;
• 4 mois - 6 000 roubles ;
• 12 mois - 12 000 roubles ;
• sans limite de temps - 25 000 roubles.

1. Lorsque vous achetez le programme avec une utilisation illimitée, vous bénéficiez d'une assistance et de mises à jour gratuites pour toujours.
2. La protection logicielle vous permet de l'utiliser sur différents ordinateurs, puisque le fichier clé se trouve sur une clé USB. Ainsi, il n'est pas nécessaire d'acheter plusieurs exemplaires du programme pour l'entreprise. Une licence est achetée et une clé USB avec une clé est transférée entre employés si nécessaire.

• pratiquement le premier et le seul programme de ce type ;
• disponibilité d'un certificat de conformité, qui permet d'inclure des rapports de programme dans la documentation de conception ;
• interface claire et conviviale ;
• lorsque vous apprenez à utiliser le programme, les didacticiels vidéo sont excellents ;
• la présence de calculs connexes supplémentaires - le volume du réservoir, le nombre de buses pour les équipements d'incendie, le diamètre de la canalisation d'aspiration ;
• bon support via le site GidraVPT.rf ;
• prix raisonnable (10 à 20 % du coût des travaux de conception pour un objet).

• manque de composant graphique dans le programme.

Sélection d'une installation d'extinction automatique d'incendie

Le type d'installation d'extinction automatique, la méthode d'extinction, le type d'agents d'extinction d'incendie, le type d'équipement pour les installations d'automatisation d'incendie sont déterminés par l'organisme de conception en fonction des caractéristiques technologiques, structurelles et d'aménagement de l'espace des bâtiments et locaux à être protégé, en tenant compte des exigences de l'annexe A « Liste des bâtiments, structures, locaux et équipements soumis à une protection par des installations d'extinction automatique d'incendie et des alarmes incendie automatiques » (SP 5.13130.2009).

Ainsi, en tant que concepteur, nous installons un système d'extinction automatique d'incendie à eau dans l'atelier de menuiserie. En fonction de la température de l'air dans l'entrepôt de produits électriques dans des emballages combustibles, nous acceptons une installation de gicleurs d'extinction d'incendie à eau, car la température de l'air dans l'atelier de menuiserie est supérieure à + 5°С (clause 5.2.1. SP 5.13130. 2009).

L'agent extincteur dans l'installation d'extinction d'incendie à eau par aspersion sera de l'eau (ouvrage de référence Baratov A.N.).

Calcul hydraulique de l'installation d'extinction d'incendie par aspersion d'eau

4.1 Sélection des données normatives pour le calcul et la sélection des sprinklers

Le calcul hydraulique est effectué en tenant compte du fonctionnement de tous les arroseurs sur la surface minimale de l'arroseur AFS égale à au moins 90 m 2 (tableau 5.1 (SP 5.13130.2009)).

Déterminez le débit d’eau requis à travers l’arroseur dicté :

où est l'intensité d'irrigation standard (tableau 5.2 (SP 5.13130.2009));

Zone de conception des arroseurs, .

1. Le débit d'eau estimé à travers l'arroseur dicté situé dans la zone irriguée protégée dictée est déterminé par la formule :

où K - coefficient de performance du sprinkleur, pris selon la documentation technique du produit, ;

P - pression devant l'arroseur, .

En tant que concepteur, nous choisissons un arroseur modèle ESFR d = 20 mm.

Nous déterminons le débit d'eau à travers l'arroseur dicté :

Vérification de l'état :

la condition est remplie.

Déterminez le nombre de gicleurs impliqués dans le calcul hydraulique :

où - consommation AUP, ;

Consommation par 1 arroseur, .

4.2 Placement des sprinklers par rapport aux locaux protégés

4.3 Acheminement des canalisations

1. Le diamètre du pipeline dans la section L1-2 est attribué par le concepteur ou déterminé par la formule :

Consommation dans cette zone, ;

La vitesse de déplacement de l'eau dans la canalisation, .

4.4 Conception du réseau hydraulique

D'après le tableau B.2 de l'annexe B « Méthode de calcul des paramètres de l'AFS pour l'extinction d'incendie de surface avec de l'eau et de la mousse à faible foisonnement » (SP 5.13130.2009), on prend le diamètre nominal de la canalisation égal à 50 mm, pour l'acier conduites d'eau et de gaz (GOST - 3262 - 75) la caractéristique spécifique du pipeline est égale à .

1. La perte de charge P1-2 dans la section L1-2 est déterminée par la formule :

où est le débit total du premier et du deuxième arroseur, ;

La longueur du tronçon entre le 1er et le 2ème arroseur, ;

Caractéristique spécifique de la canalisation, .

2. La pression au niveau du sprinkleur 2 est déterminée par la formule :

3. La consommation du Sprinkler 2 sera de :

8. Diamètre du pipeline sur le site L 2-un sera:

accepter 50 mm

9. Perte de pression R. 2-un Localisation sur L 2-un sera:

10. Point de pression UN sera:

11. Débit estimé dans la zone comprise entre 2 et le point UN sera égal à :

12. Pour la branche gauche de la rangée I (figure 1, section A), un débit sous pression est requis. La branche droite de la rangée est symétrique à la gauche, donc le débit pour cette branche sera également égal, et donc la pression au point UN sera égal.

13. La consommation d'eau pour la branche I sera :

14. Calculez le coefficient de la branche selon la formule :

15. Diamètre du pipeline sur le site L a-c sera:

accepter 90 mm, .

16. La caractéristique généralisée de la branche I est déterminée à partir de l'expression :

17. Perte de pression R. a-c Localisation sur L a-c sera:

18. La pression au point B sera :

19. La consommation d'eau de la branche II est déterminée par la formule :

20. La consommation d'eau de la branche III est déterminée par la formule :

accepter 90 mm, .

21. La consommation d'eau de la branche IV est déterminée par la formule :

accepter 90 mm, .

22. Calculez le coefficient de ligne à l'aide de la formule :

23. Calculez le débit à l'aide de la formule :

24. Contrôle de l'état :

la condition est remplie.

25. La pression requise de la pompe à incendie est déterminée par la formule :

où est la pression requise pour la pompe à incendie, ;

Pertes de pression sur les sections horizontales du pipeline ;

Perte de pression dans la section horizontale du pipeline s - st, ;

Perte de pression dans la section verticale du pipeline Base de données, ;

Pertes de charge dans les résistances locales (pièces façonnées B Et D), ;

Résistances locales dans la centrale (vanne d'alarme, vannes, vannes), ;

Pression à l'arroseur dicté, ;

Pression piézométrique (hauteur géométrique de l'arroseur dicté au-dessus de l'axe de la pompe à incendie), ;

Pression d'entrée de la pompe à incendie, ;

Pression requise.

26. Perte de pression dans une section horizontale du pipeline s - st sera:

27. Perte de pression dans une section horizontale du pipeline UN B sera:

où est la distance jusqu'à la station de pompage de lutte contre l'incendie, ;

28. La perte de pression dans la section horizontale du pipeline BD sera :

29. La perte de pression dans les sections horizontales du pipeline sera :

30. La résistance locale dans l'unité de contrôle sera :

31. La résistance locale dans l'unité de commande (vanne d'alarme, vannes, vannes) est déterminée par la formule :

où - coefficient de perte de charge, respectivement, dans l'unité de commande des arroseurs (pris individuellement selon la documentation technique de l'unité de commande dans son ensemble) ;

L'eau circule à travers la centrale, .

32. La résistance locale dans le nœud de contrôle sera :

Nous sélectionnons une unité de commande de gicleurs d'air - UU-S100 / 1.2Vz-VF.O4-01 TU4892-080-00226827-2006 * avec un coefficient de perte de charge de 0,004.

33. La pression requise pour la pompe à incendie sera :

34. La pression requise de la pompe à incendie sera :

35. Vérification de l'état :

la condition n'est pas remplie, c'est-à-dire un réservoir supplémentaire est nécessaire.

36. Selon les données obtenues, nous sélectionnons une pompe pour AUPT - une pompe centrifuge 1D, série 1D250-125, avec une puissance de moteur électrique de 152 kW.

37. Déterminez la quantité d'eau dans le réservoir :

où Q us - débit de la pompe, l/s ;

Q réseau d'adduction d'eau - consommation du réseau d'adduction d'eau, l/s ;

Calcul d'un distributeur d'eau automatique

Pression minimale dans le distributeur automatique d'eau :

H av \u003d H 1 + Z + 15

où H 1 est la pression au niveau de l'arroseur dicté, m.v.s. ;

Hauteur géométrique Z depuis l'axe de la pompe jusqu'au niveau des arroseurs, m ;

Z = 6 m (hauteur de la pièce) + 2 m (niveau du sol de la salle des pompes en dessous) = 8 m ;

15-réserve pour le fonctionnement de l'installation avant de mettre en marche la pompe de secours.

H av = 25 + 8 + 15 = 48 m.w.s.

Pour maintenir la pression du distributeur d'eau automatique, nous sélectionnons la pompe jockey CR 5-10 avec une hauteur manométrique de 49,8 m.w.s.

Ministère de l'Éducation et des Sciences de la Fédération de Russie

Université technique de l'aviation d'État d'Oufa

Département de "Sécurité Incendie"

Travaux de règlement et de graphisme

Sujet : Calcul de l'installation d'extinction automatique d'incendie à eau

Superviseur:

assistante de département

"Sécurité incendie" Gardanova E.V.

Exécuteur

groupe d'étudiants PB-205 cc

Gafourova R.D.

Carnet de notes n° 210149

Oufa, 2012

Exercice

Dans cet article, il est nécessaire de réaliser un schéma axonométrique d'un système d'extinction automatique d'incendie à eau en indiquant les dimensions et diamètres des sections de canalisations, les emplacements des gicleurs et les équipements nécessaires.

Effectuer un calcul hydraulique pour les diamètres de canalisations sélectionnés. Déterminer le débit estimé de l'installation d'extinction automatique d'incendie à eau.

Calculez la pression que la station de pompage doit fournir et sélectionnez l'équipement pour la station de pompage.

pression de canalisation d'extinction d'incendie d'installation

annotation

Le RGR du parcours « Automatisation industrielle et incendie » vise à résoudre des problèmes spécifiques d'installation et de maintenance des installations d'automatisme incendie.

Cet article montre les moyens d'appliquer les connaissances théoriques pour résoudre des problèmes d'ingénierie liés à la création de systèmes de protection incendie pour les bâtiments.

Pendant les travaux :

étudié la documentation technique et réglementaire régissant la conception, l'installation et l'exploitation des installations d'extinction d'incendie ;

la technique des calculs technologiques est donnée pour garantir les paramètres requis de l'installation d'extinction d'incendie ;

les règles d'application de la littérature technique et des documents réglementaires sur la création de systèmes de protection incendie sont présentées.

La mise en œuvre du RGR contribue au développement des compétences de travail indépendant des étudiants et à la formation d'une approche créative pour résoudre les problèmes d'ingénierie lors de la création de systèmes de protection incendie pour les bâtiments.

annotation

Introduction

Donnée initiale

Formules de calcul

Principes de base de fonctionnement d'une installation d'extinction d'incendie

1 Le principe de fonctionnement de la station de pompage

2 Le principe de fonctionnement de l'installation d'arrosage

Conception d'une installation d'extinction d'incendie à eau. Calcul hydraulique

Sélection d'équipement

Conclusion

Bibliographie

Introduction

Les plus répandus à l'heure actuelle sont les systèmes d'extinction automatique d'incendie à eau. Ils sont utilisés sur de vastes zones pour protéger les centres commerciaux et multifonctionnels, les immeubles de bureaux, les complexes sportifs, les hôtels, les entreprises, les garages et parkings, les banques, les installations énergétiques, les installations militaires et spéciales, les entrepôts, les bâtiments résidentiels et les chalets.

Dans ma version de la tâche, un objet pour la production d'alcools, d'éthers avec des locaux techniques est présenté, qui, conformément au paragraphe 20 du tableau A.1 de l'annexe A du Code des règles 5.13130.2009, quelle que soit la zone , doit disposer d'un système d'extinction automatique d'incendie. Il n'est pas nécessaire d'équiper les locaux techniques restants de l'installation conformément aux exigences de ce tableau d'un système d'extinction automatique d'incendie. Les murs et plafonds sont en béton armé.

Les principaux types de charges calorifiques sont les alcools et les éthers. Conformément au tableau, nous décidons qu'il est possible d'utiliser une solution moussante pour l'extinction.

La charge calorifique principale dans un objet d'une hauteur de pièce de 4 mètres provient de la zone de réparation qui, conformément au tableau de l'annexe B du règlement 5.13130.2009, appartient au groupe de pièces 4.2 en termes de degré de risque de développement d'incendie, en fonction de leur objectif fonctionnel et de la charge calorifique des matériaux combustibles.

Il n'y a pas de locaux des catégories A et B dans l'installation pour les risques d'explosion et d'incendie conformément au SP 5.13130.2009 et de zones explosives conformément au PUE.

Pour éteindre d'éventuels incendies dans l'installation, compte tenu de la charge combustible disponible, il est possible d'utiliser une solution d'émulseur.

Pour équiper l'installation de production d'alcools, d'éthers, nous choisirons une installation d'extinction automatique d'incendie à mousse de type sprinkler remplie d'une solution moussante. Les agents moussants sont des solutions aqueuses concentrées de tensioactifs (tensioactifs) destinées à obtenir des solutions particulières d'agents mouillants ou de mousse. L'utilisation de tels agents moussants lors de l'extinction d'un incendie peut réduire considérablement l'intensité de la combustion après 1,5 à 2 minutes. Les méthodes pour influencer la source d'inflammation dépendent du type d'émulseur utilisé dans l'extincteur, mais les principes d'action de base sont les mêmes pour tout le monde :

du fait que la mousse a une masse bien inférieure à la masse de tout liquide inflammable, elle recouvre la surface du carburant, supprimant ainsi l'incendie ;

l'utilisation d'eau, qui fait partie de l'agent moussant, permet, en quelques secondes, d'abaisser la température du carburant jusqu'au niveau auquel la combustion devient impossible ;

La mousse empêche efficacement la propagation des vapeurs chaudes résultant d'un incendie, rendant ainsi tout réallumage presque impossible.

En raison de ces caractéristiques, les émulseurs sont activement utilisés pour l'extinction d'incendies dans les industries pétrochimiques et chimiques, où il existe un risque élevé d'inflammation de liquides combustibles et inflammables. Ces substances ne constituent pas une menace pour la santé ou la vie humaine et leurs traces sont facilement éliminées des locaux.

1. Données initiales

Le calcul hydraulique est effectué conformément aux exigences du SP 5.13130.2009 « Installations d'extinction d'incendie et d'alarme ». Normes et règles de conception » selon la méthodologie présentée à l’annexe B.

L'objet protégé est le volume de la pièce 30x48x4m, en termes de rectangle. La superficie totale de l'objet est de 1440 m2.

On retrouve les données initiales pour la production d'alcools, d'éthers selon un certain groupe de locaux dans le tableau 5.1 du présent règlement dans la section « Installations d'extinction d'incendie à eau et à mousse » :

intensité d'irrigation - 0,17 l / (s * m2);

zone de calcul de la consommation d'eau - 180 m2 ;

la consommation minimale d'eau de l'installation d'extinction d'incendie est de 65 l/s ;

distance maximale entre les arroseurs - 3 m ;

la surface maximale sélectionnée contrôlée par un seul arroseur est de 12 m2.

durée du travail - 60 min.

Pour protéger l'entrepôt, nous choisissons l'arroseur SPO0-RUo (d) 0,74-R1/2/P57 (68.79.93.141.182). Logiciel V3-"SPU-15" "SPETSAVTOMATIKA" avec un facteur de performance k = 0,74 (selon à celles .documentation de l'arroseur).

2. Formules de calcul

Le débit d’eau estimé à travers l’arroseur dicté situé dans la zone irriguée protégée dictée est déterminé par la formule

où q1 - débit FTA à travers l'arroseur dicté, l/s ; - coefficient de performance de l'arroseur, pris selon la documentation technique du produit, l/ (s MPa0,5) ;

P - pression devant l'arroseur, MPa.

Le débit du premier arroseur dicté est la valeur calculée de Q1-2 dans la section L1-2 entre le premier et le deuxième arroseur.

Le diamètre du pipeline dans la section L1-2 est attribué par le concepteur ou déterminé par la formule

où d1-2 est le diamètre entre les premier et deuxième arroseurs de canalisation, en mm ;

μ - coefficient de débit ; - vitesse de l'eau, m/s (ne doit pas dépasser 10 m/s).

Le diamètre est augmenté à la valeur nominale la plus proche conformément à GOST 28338.

La perte de charge P1-2 dans la section L1-2 est déterminée par la formule

où Q1-2 est le débit total du premier et du deuxième arroseur, l/s ; t est la caractéristique spécifique de la canalisation, l6/s2 ;

A - résistance spécifique du pipeline, en fonction du diamètre et de la rugosité des parois, c2 / l6.

La résistance spécifique et les caractéristiques hydrauliques spécifiques des canalisations pour tuyaux (en matériaux carbonés) de différents diamètres sont données dans Tableau B.1<#"606542.files/image005.gif">

Les caractéristiques hydrauliques des rangées, structurellement identiques, sont déterminées par les caractéristiques généralisées de la section calculée du pipeline.

La caractéristique généralisée de la rangée I est déterminée à partir de l'expression

La perte de charge dans la section a-b pour les circuits symétriques et asymétriques est trouvée par la formule.

La pression au point b sera

Рb=Pa+Pa-b.

La consommation d'eau de la rangée II est déterminée par la formule

Le calcul de toutes les rangées suivantes jusqu'à ce que le débit d'eau calculé (réel) et la pression correspondante soient obtenus est effectué de la même manière que le calcul de la rangée II.

Nous calculerons les schémas d'anneaux symétriques et asymétriques de la même manière que le réseau sans issue, mais à 50 % du débit d'eau calculé pour chaque demi-anneau.

3. Principes de base de fonctionnement de l'installation d'extinction d'incendie

L'installation d'extinction automatique d'incendie se compose des éléments principaux suivants : une station de pompage d'extinction automatique d'incendie avec un système de canalisations d'entrée (aspiration) et d'alimentation (pression) ; - des unités de contrôle avec un système de canalisations d'alimentation et de distribution sur lesquelles sont installés des gicleurs.

1 Le principe de fonctionnement de la station de pompage

En mode de fonctionnement en veille, les canalisations d'alimentation et de distribution des installations de gicleurs sont constamment remplies d'eau et sont sous pression, garantissant une préparation constante à l'extinction d'un incendie. La pompe jockey s'allume lorsque l'alarme de pression se déclenche.

En cas d'incendie, lorsque la pression sur la pompe jockey (dans la conduite d'alimentation) chute, lorsque l'alarme de pression se déclenche, la pompe à incendie en fonctionnement est mise en marche, fournissant le plein débit. Dans le même temps, lorsque la pompe à incendie est allumée, un signal d'alarme incendie est envoyé au système de sécurité incendie de l'installation.

Si le moteur électrique de la pompe à incendie en fonctionnement ne s'allume pas ou si la pompe ne fournit pas la pression de conception, après 10 s, le moteur électrique de la pompe à incendie de secours est allumé. L'impulsion pour allumer la pompe de secours est donnée par un pressostat installé sur le tuyau de pression de la pompe de travail.

Lorsque la pompe à incendie en fonctionnement est allumée, la pompe jockey est automatiquement éteinte. Une fois la source d'incendie éliminée, l'alimentation en eau du système est arrêtée manuellement, pour laquelle les pompes à incendie sont arrêtées et la vanne située devant l'unité de commande est fermée.

3.2 Le principe de fonctionnement de l'installation de gicleurs

Si un incendie se déclare dans la pièce protégée par la section de gicleurs et que la température de l'air dépasse 68 °C, le verrouillage thermique (ampoule en verre) du gicleur est détruit. À partir du gicleur, le gicleur entre dans la pièce, la pression dans le réseau chute. Lorsque la pression chute de 0,1 MPa, les alarmes de pression installées sur la canalisation sous pression se déclenchent et une impulsion est donnée pour allumer la pompe de travail.

La pompe prélève l'eau du réseau d'approvisionnement en eau de la ville, en contournant le compteur d'eau, et la refoule vers le système de tuyauterie de l'installation d'extinction d'incendie. Dans ce cas, la pompe jockey est automatiquement arrêtée. En cas d'incendie à l'un des étages, les détecteurs de débit de liquide dupliquent les signaux sur le fonctionnement de l'installation d'extinction d'incendie à eau (identifiant ainsi le lieu de l'incendie) et coupent en même temps le système d'alimentation électrique de l'étage correspondant. .

Simultanément à la mise en marche automatique de l'installation d'extinction d'incendie, des signaux d'incendie, de mise en marche des pompes et de démarrage du fonctionnement de l'installation dans le sens correspondant sont transmis à la salle de la caserne de pompiers avec présence 24 heures sur 24 du personnel opérationnel . Dans ce cas, l’alarme lumineuse est accompagnée d’un son.

4. Conception d'une installation d'extinction d'incendie à eau. Calcul hydraulique

Le calcul hydraulique est effectué pour l'arroseur le plus éloigné et le plus haut (« dictant ») à partir de l'état de fonctionnement de tous les arroseurs, le plus éloigné de l'alimentation en eau et monté sur la zone calculée.

Nous planifions le tracé du réseau de canalisations et le plan de placement des arroseurs et sélectionnons la zone irriguée protégée dictée sur le plan-schéma hydraulique de l'AFS, sur laquelle se trouve l'arroseur dicté et effectuons le calcul hydraulique de l'AFS.

Détermination du débit d'eau estimé dans la zone protégée.

La détermination du débit et de la pression devant l'« arroseur dicté » (débit au point 1 du schéma en annexe 1) est déterminée par la formule :

=k √H

Le débit de l'arroseur « dictant » doit assurer l'intensité normative de l'irrigation, donc :

min = I*S=0,17 * 12 = 2,04 l/s, donc Q1 ≥ 2,04 l/s

Note. Lors du calcul, il est nécessaire de prendre en compte le nombre de gicleurs protégeant la zone calculée. Sur la superficie estimée de 180 m2, il y a 4 rangées de 5 et 4 arroseurs, le débit total doit être d'au moins 60 l/s (voir tableau 5.2 du SP 5.13130.2009 pour 4.2 groupe de locaux). Ainsi, lors du calcul de la pression devant le sprinkleur « dictant », il faut tenir compte du fait que pour assurer le débit minimum requis de l'installation d'extinction d'incendie, le débit (et donc la pression) de chaque sprinkleur il faudra augmenter. Autrement dit, dans notre cas, si le débit de l'arroseur est pris égal à 2,04 l/s, alors le débit total de 18 arroseurs sera approximativement égal à 2,04 * 18 = 37 l/s, et en tenant compte du pression différente devant les arroseurs, elle sera légèrement plus élevée, mais cette valeur ne correspond pas au débit requis de 65 l/s. Ainsi, il est nécessaire de sélectionner la pression devant l'arroseur de telle sorte que le débit total des 18 arroseurs situés sur la zone calculée soit supérieur à 65 l/s. Pour cela : 65/18=3,611, soit Le débit de l'arroseur dicté doit être supérieur à 3,6 l/s. Après avoir effectué plusieurs variantes de calculs dans le projet, nous déterminons la pression requise devant l'arroseur « dictant ». Dans notre cas, H=24 m.w.s.=0,024 MPa.

(1) =k √ H= 0,74√24= 3,625 l/s ;

Nous calculons le diamètre du pipeline d'affilée selon la formule suivante :

D'où on obtient à un débit d'eau de 5 m/s la valeur d = 40 mm et on prend la valeur de 50 mm pour la réserve.

Perte de charge dans la section 1-2 : dH(1-2)= Q(1) *Q(1) *l(1-2) / Km= 3,625*3,625*6/110=0,717 m.w.s.= 0,007MPa ;

Pour déterminer le débit du 2ème arroseur, on calcule la pression devant le 2ème arroseur :

H(2)=H(1)+dH(1-2)=24+0,717=24,717 m.w.s.

Débit du 2ème arroseur : Q(2) =k √ H= 0,74√24,717= 3,679 l/s ;

Perte de charge dans la section 2-3 : dH(2-3)= (Q(1) + Q(2))*(Q(1) + Q(2))*l(2-3) / Km= 7,304* 7,304 * 1,5 / 110 = 0,727 m. Avec;

Tête au point 3 : H(3)=H(2)+ dH(2-3)= 24,717+0,727=25,444 m.w.s ;

La consommation totale de la branche droite de la première rangée est égale à Q1 + Q2 = 7,304 l/s.

Les branches droite et gauche de la première rangée étant structurellement identiques (2 arroseurs chacune), la consommation de la branche gauche sera également de 7,304 l/s. Le débit total de la première rangée est égal à Q I =14,608 l/s.

Le débit au point 3 est divisé par deux, puisque la canalisation d'alimentation est réalisée en impasse. Par conséquent, lors du calcul de la perte de charge dans la section 4-5, le débit de la première rangée sera pris en compte. Q(3-4) = 14,608 l/s.

La valeur d=150 mm sera retenue pour la canalisation principale.

Perte de tête dans la section 3-4 :

(3-4) = Q (3) * Q (3) * l (3-4) / Km = 14,608 * 14,608 * 3 / 36920 = 0,017 m. Avec;

Tête au point 4 : H(4)=H(3)+ dH(3-4)= 25,444+0,017=25,461 m. Avec;

Pour déterminer la consommation du 2ème rang, il faut déterminer le coefficient B :

Autrement dit, B= Q(3)*Q(3)/H(3)=8,39

Ainsi, la consommation du 2ème rang est égale à :

II= √8, 39*24,918= 14,616 l/s ;

Débit total des 2 rangées : QI + QII = 14,608 + 14,616 = 29,224 l/s ;

De même, je trouve (4-5)=Q(4)*Q(4)*l(4-5)/Km= 29,224 *29,224*3/36920=0,069 m.v. Avec;

Tête au point 5 : H(5)=H(4)+ dH(4-5)= 25,461+0,069=25,53 m. Avec;

Puisque les 2 lignes suivantes sont asymétriques, on retrouve la consommation de la 3ème ligne comme suit :

Autrement dit, B= Q(1)*Q(1)/H(4)= 3,625*3,625/25,461=0,516lev= √0,516 * 25,53= 3,629 l/s ; (5)= 14,616 +3,629 = 18,245 l / s= Q(5)*Q(5)/H(5)=13,04III= √13,04 * 25,53= 18,24 l/s ;

Consommation totale de 3 rangs : Q (3 rangs) = 47,464 l/s ;

Perte de charge dans la section 5-6 : (5-6) = Q (6) * Q (6) * l (5-6) / Km = 47,464 * 47,464 * 3 / 36920 = 0,183 m. Avec;

Tête au point 6 : H(6)=H(5)+ dH(5-6)= 25,53+0,183=25,713 m. Avec;

IV= √13,04 * 25,713= 18,311 l/s ;

Débit total de 4 rangées : Q(4 rangées) = 65,775 l/s ;

Ainsi, le débit calculé est de 65,775 l/s, ce qui est conforme aux exigences des documents réglementaires >65 l/s.

La pression requise au début de l'installation (à proximité de la pompe à incendie) est calculée à partir des composants suivants :

pression devant l'arroseur « dictant » ;

perte de pression dans la canalisation de distribution ;

perte de pression dans la canalisation d'alimentation ;

perte de pression dans l'unité de commande ;

la différence entre les marques de la pompe et de l'arroseur « dictant ».

Perte de charge dans l'unité de contrôle :

.eau.st,

La pression requise, que l'unité de pompage doit fournir, est déterminée par la formule :

tr = 24 + 4 + 8,45 + (9,622) * 0,2 + 9,622 = 47,99 m.w.s. = 0,48 MPa

Consommation totale d'eau pour l'extinction d'incendie par aspersion : (4 rangées) = 65,775 l/s = 236,79 m3/h

Pression requise :

tr = 48 mws = 0,48 MPa

5. Sélection de l'équipement

Les calculs ont été effectués en tenant compte du sprinkleur sélectionné SPOO-RUoO,74-R1/2/R57.VZ-"SPU-15"-bronze avec un diamètre de sortie de 15 mm.

Compte tenu des spécificités de l'installation (un bâtiment multifonctionnel unique avec un séjour massif de personnes), un système complexe de canalisations d'alimentation en eau d'extinction interne, l'unité de pompage est sélectionnée avec une alimentation en pression.

Le temps d'extinction est de 60 minutes, soit 234 000 litres d'eau doivent être fournis.

La solution de conception sélectionne la pompe Irtysh-TSMK 150/400-55/4 avec une vitesse de 1500 tr/min, qui a une marge à la fois en H=48 m.w.s. et en Q. de la pompe=65m.

Les caractéristiques de fonctionnement de la pompe sont indiquées sur la figure.

Conclusion

Ce RGR présente les résultats des méthodes étudiées pour la conception d'installations d'extinction automatique d'incendie, et les calculs nécessaires à la conception d'une installation d'extinction automatique d'incendie.

Selon les résultats du calcul hydraulique, l'emplacement des gicleurs a été déterminé afin d'atteindre un débit d'eau pour l'extinction d'incendie dans la zone protégée - 65 l/s. Pour assurer l'intensité normative de l'irrigation, une pression de 48 m.a.c. est requise.

L'équipement pour les installations est sélectionné en fonction de la valeur minimale normative de l'intensité de l'irrigation, des débits calculés et de la pression requise.

Bibliographie

1 SP 5.13130.2009. Les installations d'alarme incendie et d'extinction d'incendie sont automatiques. Normes et règles de conception.

Loi fédérale n° 123 - FZ "Règlement technique sur les exigences en matière de sécurité incendie" du 22 juillet 2008

Conception d'installations d'extinction automatique d'incendie à eau et à mousse / L.M. Meshman, S.G. Tsarichenko, V.A. Bylinkin, V.V. Aleshin, R.Yu. Gubin ; sous l'éd. générale. N.P. Kopylov. - M : VNIIPO EMERCOM de la Fédération de Russie, 2002.-413 p.

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