En la URSS, el principal fabricante de rociadores era la planta "Spetsavtomatika" de Odessa, que producía tres tipos de rociadores, montados con una roseta hacia arriba o hacia abajo, con un diámetro nominal de salida de 10; 12 y 15 mm.

Basándose en los resultados de pruebas exhaustivas, se construyeron diagramas de riego para estos aspersores en una amplia gama de presiones y alturas de instalación. De acuerdo con los datos obtenidos, se establecieron estándares en SNiP 2.04.09-84 para su colocación (dependiendo de la carga de fuego) a una distancia de 3 o 4 m entre sí. Estas normas están incluidas sin cambios en la NPB 88-2001.

Actualmente, el principal volumen de regantes procede del exterior, ya que Fabricantes rusos PO "Spets-Avtomatika" (Biysk) y CJSC "Ropotek" (Moscú) no pueden satisfacer plenamente las necesidades de los consumidores nacionales.

Las perspectivas para los rociadores extranjeros, por regla general, no contienen datos sobre la mayoría de los parámetros técnicos regulados por las normas nacionales. En este sentido, llevar a cabo evaluación comparativa Indicadores de calidad del mismo tipo de productos fabricados. varias empresas, no parece posible.

Las pruebas de certificación no prevén una verificación exhaustiva de los parámetros hidráulicos iniciales necesarios para el diseño, por ejemplo, diagramas de intensidad de riego dentro del área protegida en función de la presión y altura de la instalación de aspersores. Por regla general, estos datos no están incluidos en la documentación técnica, sin embargo, sin esta información no es posible realizar la tarea correctamente. trabajo de diseño según la AUP.

En particular, el parámetro más importante de los aspersores, necesario para el diseño de AUP, es la intensidad de riego del área protegida, dependiendo de la presión y la altura de la instalación de aspersores.

Dependiendo del diseño del aspersor, el área de riego puede permanecer sin cambios, disminuir o aumentar a medida que aumenta la presión.

Por ejemplo, los diagramas de riego de un aspersor universal tipo CU/P, instalado con la toma hacia arriba, cambian casi ligeramente dependiendo de la presión de suministro dentro del rango de 0,07-0,34 MPa (Fig. IV. 1.1). Por el contrario, los diagramas de riego de un aspersor de este tipo, instalado con la roseta hacia abajo, cambian más intensamente cuando la presión de suministro varía dentro de los mismos límites.

Si el área regada del aspersor permanece sin cambios cuando cambia la presión, entonces dentro del área de riego de 12 m2 (círculo R ~ 2 m) puede establecer la presión Р t mediante cálculo, a la cual se asegura la intensidad de riego requerida por el proyecto:

Dónde rn y en - presión y el valor de intensidad de riego correspondiente de acuerdo con GOST R 51043-94 y NPB 87-2000.

Valores en y rn Depende del diámetro de la salida.

Si el área de riego disminuye al aumentar la presión, entonces la intensidad del riego aumenta de manera más significativa en comparación con la ecuación (IV.1.1), sin embargo, es necesario tener en cuenta que la distancia entre los aspersores también debe disminuir.

Si el área de riego aumenta al aumentar la presión, entonces la intensidad del riego puede aumentar ligeramente, permanecer sin cambios o disminuir significativamente. En este caso, el método de cálculo para determinar la intensidad del riego en función de la presión es inaceptable, por lo que la distancia entre aspersores se puede determinar utilizando únicamente diagramas de riego.

Los casos de falta de eficacia en la extinción de incendios observados en la práctica son a menudo el resultado de un cálculo incorrecto de los circuitos hidráulicos contra incendios (intensidad de riego insuficiente).

Los diagramas de riego que figuran en algunos folletos de empresas extranjeras caracterizan el límite visible de la zona de riego, no siendo una característica numérica de la intensidad del riego, y sólo confunden a los especialistas de las organizaciones de diseño. Por ejemplo, en los diagramas de riego de un aspersor universal tipo CU/P, los límites de la zona de riego no están indicados por valores numéricos de intensidad de riego (ver Fig. IV.1.1).

Se puede hacer una evaluación preliminar de dichos diagramas de la siguiente manera.

En la fecha prevista q = F(K, P)(Fig. IV. 1.2) el caudal del rociador se determina según el coeficiente de rendimiento A, especificada en la documentación técnica, y la presión en el diagrama correspondiente.

Para aspersores en A= 80 y pag = El caudal de 0,07 MPa es q p = 007~ 67 l/min (1,1 l/s).

Según GOST R 51043-94 y NPB 87-2000, a una presión de 0,05 MPa, los aspersores de riego concéntricos con un diámetro de salida de 10 a 12 mm deben proporcionar una intensidad de al menos 0,04 l/(cm 2).

Determinamos el caudal del rociador a una presión de 0,05 MPa:

q p=0,05 = 0,845 q p ≈ = 0,93 l/s. (IV.1.2)

Suponiendo que el riego dentro del área de riego especificada con radio R≈3,1 m (ver Fig. IV.1.1, a) uniforme y todo el agente extintor se distribuye solo sobre el área protegida, determinamos la intensidad promedio de riego:

Por lo tanto, esta intensidad de riego dentro del diagrama dado no corresponde al valor estándar (se requiere al menos 0,04 l/(s*m2)). Para establecer si cumple este diseño requisitos de rociadores de GOST R 51043-94 y NPB 87-2000 en un área de 12 m 2 (radio ~2 m), se requieren pruebas adecuadas.

Para el diseño calificado de AUP, la documentación técnica de los aspersores debe contener diagramas de riego en función de la presión y la altura de instalación. En la Fig. 1 se muestran diagramas similares de un aspersor universal tipo RPTK. IV. 1.3, y rociadores fabricados por SP "Spetsavtomatika" (Biysk) - en el Apéndice 6.

De acuerdo con los diagramas de riego proporcionados para un diseño de aspersor determinado, se pueden sacar conclusiones apropiadas sobre el efecto de la presión sobre la intensidad del riego.

Por ejemplo, si el aspersor RPTK se instala con la roseta hacia arriba, a una altura de instalación de 2,5 m, la intensidad del riego es prácticamente independiente de la presión. Dentro del área de la zona con radios 1,5; A 2 y 2,5 m, la intensidad de riego con un aumento de presión de 2 veces aumenta en 0,005 l/(s*m2), es decir, entre un 4,3 y un 6,7 %, lo que indica un aumento significativo del área de riego. Si, con un aumento de presión de 2 veces, el área de riego permanece sin cambios, entonces la intensidad de riego debería aumentar 1,41 veces.

Al instalar el aspersor RPTC con la roseta hacia abajo, la intensidad del riego aumenta de manera más significativa (entre un 25 y un 40%), lo que indica un ligero aumento en el área de riego (con un área de riego constante, la intensidad debería haber aumentado en un 41%).

1. Indicadores de calidad

1.1 Sellado

Este es uno de los principales indicadores a los que se enfrenta el usuario de un sistema de rociadores. De hecho, un aspersor con un sellado deficiente puede causar muchos problemas. A nadie le gustará que de repente el agua empiece a gotear sobre personas, equipos o bienes costosos. Y si la pérdida de estanqueidad se debe a la destrucción espontánea de un dispositivo de cierre sensible al calor, el daño causado por el agua derramada puede multiplicarse varias veces.

El diseño y la tecnología de producción de los rociadores modernos, mejorados a lo largo de muchos años, nos permiten confiar en su fiabilidad.

El elemento principal del rociador, que garantiza la estanqueidad del rociador en las condiciones de funcionamiento más severas, es un resorte de disco. (5) . No se puede subestimar la importancia de este elemento. El resorte le permite compensar cambios menores en las dimensiones lineales de las piezas del rociador. El hecho es que para garantizar una estanqueidad confiable del rociador, los elementos del dispositivo de bloqueo deben estar constantemente bajo una presión suficientemente alta, lo que se garantiza durante el montaje con un tornillo de bloqueo. (1) . Con el tiempo, bajo la influencia de esta presión, puede producirse una ligera deformación del cuerpo del rociador, que, sin embargo, sería suficiente para romper la estanqueidad.

Hubo un tiempo en que algunos fabricantes de rociadores utilizaban juntas de goma como material de sellado para reducir el costo de construcción. De hecho, las propiedades elásticas del caucho también permiten compensar pequeños cambios lineales de dimensiones y proporcionar la estanqueidad necesaria.

Figura 2. Aspersor con junta de goma.

Sin embargo, no se tuvo en cuenta que con el tiempo las propiedades elásticas del caucho se deterioran y puede producirse pérdida de estanqueidad. Pero lo peor es que la goma puede adherirse a las superficies selladas. Por lo tanto, cuando fuego, después de la destrucción del elemento sensible al calor, la cubierta del rociador permanece firmemente pegada al cuerpo y el agua no fluye desde el rociador.

Casos de este tipo se han registrado durante incendios en muchas instalaciones de Estados Unidos. Después de esto, los fabricantes llevaron a cabo una campaña a gran escala para retirar y reemplazar todos los aspersores con anillos de sellado de goma 3 . EN Federación Rusa uso de aspersores con Junta de goma prohibido. Al mismo tiempo, como se sabe, continúa el suministro de aspersores baratos de este diseño a algunos países de la CEI.

En la producción de rociadores, las normas tanto nacionales como extranjeras prevén una serie de pruebas que permiten garantizar la estanqueidad.

Cada aspersor se prueba bajo presión hidráulica (1,5 MPa) y neumática (0,6 MPa), y también se prueba su resistencia al golpe de ariete, es decir, aumentos repentinos de presión de hasta 2,5 MPa.

Las pruebas de vibración brindan confianza en que los rociadores funcionarán de manera confiable en las condiciones operativas más duras.

1.2 Durabilidad

De no poca importancia para mantener todas las características técnicas de cualquier producto es su fuerza, es decir, la resistencia a diversas influencias externas.

La resistencia química de los elementos estructurales de los rociadores se determina mediante pruebas de resistencia a los efectos de un ambiente brumoso de niebla salina, una solución acuosa de amoníaco y dióxido de azufre.

La resistencia a los golpes del rociador debe garantizar la integridad de todos sus elementos cuando se deja caer sobre un piso de concreto desde una altura de 1 metro.

La salida del rociador debe poder resistir el impacto. agua, dejándolo bajo una presión de 1,25 MPa.

En caso de ayuno desarrollo del fuego aspersores en sistemas de aire o los sistemas con control de lanzamiento pueden verse afectados durante algún tiempo alta temperatura. Para estar seguros de que el aspersor no se deforma y, por tanto, no cambia sus características, se realizan pruebas de resistencia al calor. En este caso, el cuerpo del aspersor debe resistir la exposición a una temperatura de 800°C durante 15 minutos.

Para verificar la resistencia a las influencias climáticas, los rociadores se prueban para temperaturas negativas. La norma ISO prevé la prueba de rociadores a -10°C, los requisitos GOST R son algo más estrictos y están determinados por las características climáticas: es necesario realizar pruebas a largo plazo a -50°C y pruebas a corto plazo a -60°C .

1.3 Fiabilidad de la cerradura térmica

Uno de los elementos más críticos de un rociador es el bloqueo térmico del mismo. Las características técnicas y la calidad de este elemento determinan en gran medida trabajo exitoso aspersor La puntualidad de extinción de incendios y la ausencia de falsas alarmas en modo de espera. A lo largo de la larga historia del sistema de rociadores, se han propuesto muchos tipos de diseños de cerraduras térmicas.

Figura 3. Aspersores con ampolla de vidrio y elemento fusible.

Las cerraduras térmicas fusibles con un elemento sensible al calor a base de una aleación de madera, que se ablanda a una temperatura determinada y la cerradura se desintegra, así como las cerraduras térmicas que utilizan una bombilla de vidrio sensible al calor han pasado la prueba del tiempo. Bajo la influencia del calor, el líquido del matraz se expande, ejerciendo presión sobre las paredes del matraz y, cuando se alcanza un valor crítico, el matraz colapsa. La Figura 3 muestra rociadores tipo ESFR con diferentes tipos cerraduras térmicas.

Para comprobar la fiabilidad del bloqueo térmico en modo de espera y en caso de incendio, se realizan una serie de pruebas.

La temperatura nominal de funcionamiento de la cerradura debe estar dentro de la tolerancia. Para rociadores en el rango de temperatura más bajo, la desviación de la temperatura de respuesta no debe exceder los 3°C.

El bloqueo térmico debe ser resistente al choque térmico (aumento brusco de temperatura de 10°C por debajo de la temperatura nominal de funcionamiento).

La resistencia térmica del bloqueo térmico se prueba calentando gradualmente la temperatura hasta 5°C por debajo de la temperatura de funcionamiento nominal.

Si se utiliza un matraz de vidrio como cierre térmico, se debe comprobar su integridad mediante vacío.

Tanto el bulbo de vidrio como el elemento fusible están sujetos a pruebas de resistencia. Por ejemplo, un matraz de vidrio debe soportar una carga seis veces mayor que su carga operativa. El elemento fusible tiene un límite de quince.

2. Indicadores de finalidad

2.1 Sensibilidad térmica de la cerradura

Según GOST R 51043, se debe verificar el tiempo de respuesta de los rociadores. No debe exceder los 300 segundos para los aspersores de baja temperatura (57 y 68°C) y los 600 segundos para los aspersores de mayor temperatura.

Un parámetro similar no está presente en la norma extranjera; en su lugar, se usa ampliamente el RTI (índice de tiempo de respuesta): un parámetro que caracteriza la sensibilidad de un elemento sensible a la temperatura (bombilla de vidrio o cerradura fusible). Cuanto menor sea su valor, más sensible será este elemento al calor. Junto con otro parámetro - C (factor de conductividad - medida conductividad térmica entre el elemento sensible a la temperatura y los elementos de diseño del rociador) forman una de las características más importantes del rociador: el tiempo de respuesta.

Figura 4. Los límites de las zonas que determinan la velocidad del aspersor.

La Figura 4 indica áreas que caracterizan:

1 – rociador con tiempo de respuesta estándar; 2 – rociador con tiempo de respuesta especial; 3 – aspersor de respuesta rápida.

Para rociadores con diferentes tiempos de respuesta se han establecido reglas para su uso para proteger objetos con niveles diferentes peligro de incendio:

dependiendo del tamaño;
dependiendo del tipo;
Parámetros de almacenamiento de carga de fuego.

Cabe señalar que el Apéndice A (recomendado) GOST R 51043 contiene un método para determinar Coeficiente de inercia térmica Y Coeficiente de pérdida de calor debido a la conductividad térmica., basado en métodos ISO/FDIS6182-1. Sin embargo, hasta el momento esta información no ha tenido ningún uso práctico. El caso es que, si bien el apartado A.1.2 establece que estos coeficientes deben utilizarse “... para determinar el tiempo de respuesta de los rociadores en condiciones de incendio, justificar los requisitos para su ubicación en las instalaciones", no existen métodos reales para utilizarlos. Por tanto, estos parámetros no se encuentran entre las características técnicas de los aspersores.

Además, un intento de determinar el coeficiente de inercia térmica utilizando la fórmula de Apéndice A GOST R 51043:

El caso es que se cometió un error al copiar la fórmula del estándar ISO/FDIS6182-1.

Una persona con conocimientos de matemáticas dentro currículum escolar, es fácil notar que al convertir la forma de una fórmula a partir de un estándar extranjero (no está claro por qué se hizo esto, ¿quizás para que parezca menos plagio?), aparece el signo menos en la potencia del multiplicador ν de 0,5. , que está en el numerador de la fracción, se omitió.

Al mismo tiempo, cabe señalar puntos positivos en la elaboración de normas modernas. Hasta hace poco, la sensibilidad de un aspersor podía considerarse fácilmente un parámetro de calidad. El SP 6 4, recientemente desarrollado (pero aún no puesto en vigor), ya contiene instrucciones sobre el uso de rociadores que son más sensibles a los cambios de temperatura para proteger las instalaciones con mayor riesgo de incendio:

5.2.19 Cuando carga de fuego no menos de 1400 MJ/m 2 para instalaciones de almacenamiento, para habitaciones con una altura superior a 10 m y para habitaciones en las que el principal producto combustible sea LVZH Y G.J., el coeficiente de inercia térmica de los rociadores debe ser inferior a 80 (m s) 0,5.

Desafortunadamente, no está del todo claro si el requisito de sensibilidad a la temperatura de un rociador se establece intencionalmente o debido a una inexactitud únicamente sobre la base del coeficiente de inercia térmica del elemento sensible a la temperatura sin tener en cuenta el coeficiente de pérdida de calor debido a la conductividad térmica. Y esto en un momento en el que, según la norma internacional (Fig. 4), los aspersores con un coeficiente de pérdida de calor debido a conductividad térmica más de 1,0 (m/s) 0,5 ya no se consideran de acción rápida.

2.2 Factor de productividad

Este es uno de los parámetros clave. aspersores. Está diseñado para calcular la cantidad de agua que pasa por aspersor a una determinada presión por unidad de tiempo. Esto no es difícil de hacer usando la fórmula:

Q – flujo de agua del rociador, l/seg. P – presión en el rociador, MPa K – coeficiente de rendimiento.

El valor del coeficiente de rendimiento depende del diámetro de la salida del rociador: que agujero más grande, mayor será el coeficiente.

En diversas normas extranjeras, puede haber opciones para escribir este coeficiente dependiendo de la dimensión de los parámetros utilizados. Por ejemplo, no litros por segundo y MPa, sino galones por minuto (GPM) y presión en PSI, o litros por minuto (LPM) y presión en bar.

Si es necesario, todas estas cantidades se pueden convertir de una a otra utilizando factores de conversión de Tablas 1.

Tabla 1. Relación entre coeficientes

Por ejemplo, para el aspersor SVV-12:

Hay que recordar que al calcular el consumo de agua utilizando los valores del factor K, se debe utilizar una fórmula ligeramente diferente:

2.3 Distribución del agua e intensidad del riego

Todos los requisitos anteriores se repiten en mayor o menor medida tanto en el estándar ISO/FDIS6182-1 como en GOST R 51043. Aunque existen pequeñas discrepancias, no son de naturaleza fundamental.

Las diferencias muy significativas y verdaderamente fundamentales entre las normas se refieren a los parámetros de distribución del agua en el área protegida. Son estas diferencias, que forman la base de las características del rociador, las que predeterminan principalmente las reglas y la lógica para el diseño de sistemas automáticos de extinción de incendios.

Uno de los parámetros más importantes El aspersor es la intensidad del riego, es decir, el consumo de agua en litros por 1 m 2 de área protegida por segundo. El hecho es que dependiendo del tamaño y las propiedades combustibles. carga de fuego Para garantizar su extinción es necesario proporcionar una cierta intensidad de riego.

Estos parámetros se determinaron experimentalmente durante numerosas pruebas. Los valores específicos de intensidad de riego para proteger locales de diversas cargas de fuego se dan en Tabla 2 NPB88.

Garantizar la seguridad contra incendios objeto es una tarea extremadamente importante y responsable, desde la decisión correcta del que puede depender la vida de muchas personas. Por lo tanto, los requisitos para el equipo que garantiza esta tarea difícilmente pueden sobreestimarse y considerarse innecesariamente crueles. En este caso, queda claro por qué la base para la formación de los requisitos de las normas rusas es GOST R 51043, NPB 88 5 , GOST R 50680 6 se establece el principio de extinción. fuego un aspersor.

Es decir, si se produce un incendio dentro del área protegida del aspersor, éste por sí solo debe proporcionar la intensidad de riego requerida y extinguir el inicio. fuego. Para cumplir con esta tarea, al certificar un aspersor se realizan pruebas para verificar su intensidad de riego.

Para hacer esto, dentro del sector, exactamente 1/4 del área del círculo de la zona protegida, se colocan frascos de medición en forma de tablero de ajedrez. El rociador se instala en el origen de coordenadas de este sector y se prueba a una presión de agua determinada.

Figura 5. Esquema de prueba de rociadores según GOST R 51043.

Después de esto, se mide la cantidad de agua que terminó en los frascos y se calcula la intensidad promedio de riego. Según los requisitos del apartado 5.1.1.3. GOST R 51043, en un área protegida de 12 m2, un rociador instalado a una altura de 2,5 m del piso, a dos presiones fijas de 0,1 MPa y 0,3 MPa, debe proporcionar una intensidad de riego no menor a la especificada en Tabla 2.

Tabla 2. Intensidad de riego requerida del aspersor según GOST R 51043.

Al observar esta tabla surge la pregunta: ¿qué intensidad debe proporcionar un aspersor con d y 12 mm a una presión de 0,1 MPa? Después de todo, ¿un rociador con tal d y se ajusta tanto a la segunda línea con el requisito de 0,056 dm 3 /m 2 ⋅s como a la tercera línea de 0,070 dm 3 /m 2 ⋅s? ¿Por qué se trata tan descuidadamente uno de los parámetros más importantes de un aspersor?

Para aclarar la situación, intentemos realizar una serie de cálculos sencillos.

Digamos que el diámetro del orificio de salida del aspersor es ligeramente mayor que 12 mm. Luego según la fórmula (3) Determinemos la cantidad de agua que sale del aspersor a una presión de 0,1 MPa: 1,49 l/s. Si toda esta agua se vierte exactamente sobre el área protegida de 12 m 2, se creará una intensidad de riego de 0,124 dm 3 / m 2 s. Si comparamos esta cifra con la intensidad requerida de 0,070 dm 3 /m 2 ⋅s que sale del aspersor, resulta que solo el 56,5% del agua cumple con los requisitos de GOST y cae en el área protegida.

Ahora supongamos que el diámetro del orificio de salida es ligeramente inferior a 12 mm. En este caso, es necesario correlacionar la intensidad de riego resultante de 0,124 dm 3 /m 2 ⋅s con los requisitos de la segunda línea de la Tabla 2 (0,056 dm 3 /m 2 ⋅s). Resulta aún menos: 45,2%.

En la literatura especializada 7 los parámetros que calculamos se denominan coeficiente uso beneficioso consumo

Es posible que los requisitos GOST contengan solo los requisitos mínimos aceptables para el coeficiente de eficiencia de flujo, por debajo del cual el rociador, como parte de instalaciones de extinción de incendios, no se puede considerar en absoluto. Entonces resulta que los parámetros reales del rociador deberían estar contenidos en la documentación técnica de los fabricantes. ¿Por qué no los encontramos allí también?

El hecho es que para diseñar sistemas de rociadores para diversos objetos, es necesario saber qué intensidad creará el sistema de rociadores en determinadas condiciones. En primer lugar, dependiendo de la presión frente al aspersor y de la altura de su instalación. Las pruebas prácticas han demostrado que estos parámetros no se pueden describir fórmula matemática, y para crear un conjunto de datos bidimensional de este tipo es necesario realizar una gran cantidad de experimentos.

Además, surgen varios otros problemas prácticos.

Intentemos imaginar un aspersor ideal con una eficiencia de flujo del 99%, cuando casi toda el agua se distribuye dentro del área protegida.

Figura 6. Ideal distribución del agua dentro del área protegida.

En Figura 6 muestra el patrón de distribución de agua ideal para un aspersor con un coeficiente de rendimiento de 0,47. Se puede observar que sólo una pequeña parte del agua cae fuera del área protegida con un radio de 2 m (indicado por la línea de puntos).

Todo parece sencillo y lógico, pero las dudas empiezan cuando hay que proteger con aspersores área grande. ¿Cómo se deben colocar los aspersores?

En un caso, aparecen áreas desprotegidas ( figura 7). En otro, para cubrir zonas no protegidas, es necesario colocar los aspersores más cerca, lo que provoca el solapamiento de parte de las zonas protegidas por aspersores vecinos ( figura 8).

Figura 7. Disposición de aspersores sin bloquear zonas de riego.

Figura 8. Disposición de aspersores con superposición de zonas de riego.

Cubrir áreas protegidas conlleva la necesidad de aumentar significativamente el número de rociadores y, lo más importante, el funcionamiento de dicho rociador AUPT requerirá mucha más agua. Es más, si fuego Si funciona más de un aspersor, la cantidad de agua que saldrá será claramente excesiva.

En las normas extranjeras se propone una solución bastante sencilla a este problema aparentemente contradictorio.

El hecho es que en las normas extranjeras los requisitos para garantizar la intensidad de riego requerida se aplican al funcionamiento simultáneo de cuatro aspersores. Los aspersores están ubicados en las esquinas de un cuadrado, dentro de los cuales se instalan contenedores de medición a lo largo del área.

Pruebas para aspersores con diferentes diámetros el orificio de salida se realiza a diferentes distancias entre aspersores, de 4,5 a 2,5 metros. En Figura 8 muestra un ejemplo de disposición de aspersores con un diámetro de salida de 10 mm. En este caso, la distancia entre ellos debe ser de 4,5 metros.

Figura 9. Esquema de prueba de rociadores según ISO/FDIS6182-1.

Con esta disposición de rociadores, el agua caerá en el centro del área protegida si la forma de distribución es significativamente mayor a 2 metros, por ejemplo, como en Figura 10.

Figura 10. Calendario de distribución de agua de aspersores según ISO/FDIS6182-1.

Naturalmente, con esta forma de distribución del agua, la intensidad media de riego disminuirá en proporción al aumento de la superficie de riego. Pero como la prueba involucra cuatro aspersores al mismo tiempo, la superposición de zonas de riego proporcionará una intensidad de riego promedio más alta.

EN Tabla 3 Se dan las condiciones de prueba y los requisitos para la intensidad de riego para varios aspersores. propósito general según la norma ISO/FDIS6182-1. Por comodidad parámetro técnico en términos de la cantidad de agua en el recipiente, expresada en mm/min, se da en la dimensión más familiar para los estándares rusos, litros por segundo/m2.

Tabla 3. Requisitos de intensidad de riego según ISO/FDIS6182-1.

Diámetro de salida, mm	Flujo de agua a través del aspersor, l/min	Disposición de aspersores.		Intensidad de riego		Número permitido de contenedores con volumen de agua reducido
Diámetro de salida, mm	Flujo de agua a través del aspersor, l/min	Área protegida, m 2	Distancia entre vegetación, m	mm/min en el tanque	l/s⋅m 2
10	50,6	20,25	4,5	2,5	0,0417	8 de 81
15	61,3	12,25	3,5	5,0	0,083	5 de 49
15	135,0	9,00	3,0	15,0	0,250	4 de 36
20	90,0	9,00	3,0	10,0	0,167	4 de 36
20	187,5	6,25	2,5	30,0	0,500	3 de 25

Para evaluar qué tan alto es el nivel de requisitos para el tamaño y la uniformidad de la intensidad del riego dentro del área protegida, se pueden realizar los siguientes cálculos simples:

Determinemos cuánta agua se vierte dentro del cuadrado del área de riego por segundo. En la figura se puede ver que un sector de una cuarta parte del área regada del círculo de aspersores está involucrado en el riego del cuadrado, por lo que cuatro aspersores vierten sobre el cuadrado "protegido" una cantidad de agua igual a la que se vierte desde un aspersor. Dividiendo el caudal de agua indicado por 60 obtenemos el caudal en l/seg. Por ejemplo, para DN 10 con un caudal de 50,6 l/min obtenemos 0,8433 l/s.
Lo ideal es que toda el agua se distribuya uniformemente por la zona, para obtener la intensidad concreta se debe dividir el caudal por la zona protegida. Por ejemplo, dividimos 0,8433 l/seg por 20,25 m2, obtenemos 0,0417 l/seg/m2, que coincide exactamente con el valor estándar. Y como en principio es imposible lograr una distribución ideal, se permite la presencia de recipientes con un contenido de agua menor, de hasta un 10%. En nuestro ejemplo, son 8 de 81 frascos. Puedes admitir que es suficiente nivel alto Distribución uniforme del agua.

Si hablamos de controlar la uniformidad de la intensidad del riego según el estándar ruso, entonces el inspector se enfrentará a una prueba matemática mucho más seria. Según los requisitos de GOST R51043:

La intensidad media de riego del aspersor de agua I, dm 3 / (m 2 s), se calcula mediante la fórmula:

donde i i es la intensidad de riego en el i-ésimo frasco medidor, dm 3 /(m 3 ⋅ s);
n es el número de vasos medidores instalados en el área protegida. Intensidad de riego en i-ésima dimensión tarro i i dm 3 /(m 3 ⋅ s), calculado por la fórmula:

donde V i es el volumen de agua (solución acuosa) recogida en el i-ésimo frasco medidor, dm 3;
t – duración del riego, s. La uniformidad del riego, caracterizada por el valor de la desviación estándar S, dm 3 / (m 2 ⋅ s), se calcula mediante la fórmula:

El coeficiente de uniformidad de riego R se calcula mediante la fórmula:

Se considera que los aspersores han superado las pruebas si la intensidad media de riego no es inferior al valor estándar con un coeficiente de uniformidad de riego no superior a 0,5 y el número de vasos medidores con una intensidad de riego inferior al 50% de la intensidad estándar no no exceder: dos - para rociadores de tipos B, N, U y cuatro - para rociadores de tipos G, G V, G N y G U.

El coeficiente de uniformidad no se tiene en cuenta si la intensidad del riego en los bancos de medición es menor que el valor estándar en los siguientes casos: en cuatro bancos de medición - para aspersores de tipo V, N, U y seis - para aspersores de tipo G, G V, G N y G U.

¡Pero estos requisitos ya no son un plagio de normas extranjeras! Estos son nuestros requisitos nativos. Sin embargo, cabe señalar que también tienen desventajas. Sin embargo, para identificar todas las desventajas o ventajas de este método de medir la uniformidad de la intensidad del riego será necesaria más de una página. Quizás esto se haga en la próxima edición del artículo.

Conclusión

Un análisis comparativo de los requisitos para las características técnicas de los rociadores en la norma rusa GOST R 51043 y la norma extranjera ISO/FDIS6182-1 mostró que son casi idénticos en términos de indicadores de calidad de los rociadores.
Las diferencias significativas entre los rociadores están contenidas en los requisitos de varias normas rusas sobre la cuestión de garantizar la intensidad requerida de riego del área protegida con un solo rociador. Según las normas extranjeras, la intensidad de riego requerida debe garantizarse mediante el funcionamiento simultáneo de cuatro aspersores.
La ventaja del método de “protección con un solo rociador” es la mayor probabilidad de que el incendio sea extinguido por un solo rociador.
Las desventajas incluyen:

se necesitan más rociadores para proteger las instalaciones;
para el funcionamiento de la instalación de extinción de incendios, se necesitará mucha más agua, en algunos casos su cantidad puede aumentar varias veces;
la entrega de grandes volúmenes de agua conlleva un aumento significativo en el coste de todo el sistema de extinción de incendios;
falta de una metodología clara que explique los principios y reglas para colocar rociadores en el área protegida;
falta de datos necesarios sobre la intensidad real de riego por aspersión, lo que impide la implementación precisa de los cálculos de ingeniería del proyecto.

Literatura

1 GOST R 51043-2002. Sistemas automáticos de extinción de incendios por agua y espuma. Aspersores. Requisitos técnicos generales. Métodos de prueba.

2ISO/FDIS6182-1. Protección contra incendios - Sistemas de rociadores automáticos - Parte 1: Requisitos y métodos de prueba para rociadores.

3 http://www.sprinklerreplacement.com/

4 SP 6. Sistema protección contra incendios. Normas y reglas de diseño. Automático alarma de incendios y extinción automática de incendios. Anteproyecto final anteproyecto No.171208.

5 NPB 88-01 Sistemas de alarma y extinción de incendios. Normas y reglas de diseño.

6 GOST R 50680-94. Sistemas automáticos de extinción de incendios por agua. Requisitos técnicos generales. Métodos de prueba.

7 Diseño de agua y espuma. instalaciones automaticas extinción de incendios LM Meshman, SG Tsárichenko, V.A. Bylinkin, V.V. Aleshin, R.Yu. Gubin; Bajo edición general NOTARIO PÚBLICO. Kopylova. – M.: VNIIPO EMERCOM de la Federación de Rusia, 2002.

PRESUPUESTO DEL ESTADO FEDERAL INSTITUCIÓN EDUCATIVA DE EDUCACIÓN PROFESIONAL SUPERIOR

"UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA DEL ESTADO DE CHUVASH

a ellos. Y YO. YAKOVLEV"

Departamento de seguridad contra incendios

Trabajo de laboratorio No. 1

disciplina: "Automatización de extinción de incendios"

sobre el tema: “Determinación de la intensidad de riego de las instalaciones de extinción de incendios por agua”.

Realizado por: Estudiante de 5to año del grupo PB-5, especialidad seguridad contra incendios

Facultad de Física y Matemáticas

Comprobado por: Sintsov S.I.

Cheboksary 2013

Determinación de la intensidad de riego de instalaciones de extinción de incendios por agua.

1. Objeto del trabajo: Enseñe a los estudiantes cómo determinar la intensidad especificada de riego con agua de los aspersores de una instalación de extinción de incendios por agua.

2. Breve información teórica

La intensidad de la pulverización de agua es uno de los indicadores más importantes que caracterizan la eficacia de una instalación de extinción de incendios por agua.

Según GOST R 50680-94 “Instalaciones automáticas de extinción de incendios. Requisitos técnicos generales. Métodos de prueba". Las pruebas deberán realizarse antes de la puesta en funcionamiento de las instalaciones y durante su funcionamiento al menos una vez cada cinco años. Existen los siguientes métodos para determinar la intensidad del riego.

1. Según GOST R 50680-94, se determina la intensidad del riego. en el lugar de instalación seleccionado cuando un rociador para rociadores y cuatro rociadores para instalaciones de diluvio estén funcionando a la presión de diseño. La selección de los sitios para probar las instalaciones de rociadores y diluvios la llevan a cabo representantes del cliente y Gospozhnadzor sobre la base de la documentación reglamentaria aprobada.

Debajo del área de instalación seleccionada para la prueba, se deben instalar en los puntos de control pallets metálicos de 0,5 * 0,5 m y una altura lateral de al menos 0,2 m, el número de puntos de control debe ser al menos tres, los cuales deben ubicarse en los lugares más desfavorables. para riego. La intensidad de riego I l/(s*m2) en cada punto de control está determinada por la fórmula:

donde W under es el volumen de agua recogido en la cubeta durante el funcionamiento de la instalación en estado estacionario, l; τ – duración del funcionamiento de la instalación, s; F – área de palet igual a 0,25 m2.

La intensidad de riego en cada punto de control no debe ser inferior al estándar (Cuadro 1-3 NPB 88-2001*).

Este método requiere el flujo de agua en toda el área de los sitios de diseño y en las condiciones de una empresa en funcionamiento.

2. Determinación de la intensidad del riego mediante recipiente medidor. Utilizando datos de diseño (intensidad de riego estándar; área real ocupada por el aspersor; diámetros y longitudes de las tuberías), se elabora un diagrama de diseño y se calcula la presión requerida en el aspersor que se está probando y la presión correspondiente en la tubería de suministro en la unidad de control. calculado. Luego el aspersor se cambia por un diluvio. Se instala un recipiente medidor debajo del rociador, conectado mediante una manguera al rociador. La válvula situada delante de la válvula de la unidad de control se abre y la presión obtenida mediante el cálculo se establece mediante un manómetro que muestra la presión en la tubería de suministro. A un caudal constante, se mide el caudal del rociador. Estas operaciones se repiten para cada rociador posterior que se prueba. La intensidad del riego I l/(s*m2) en cada punto de control está determinada por la fórmula y no debe ser inferior al estándar:

donde W under es el volumen de agua en el recipiente medidor, l, medido en el tiempo τ, s; F – área protegida por el rociador (según diseño), m2.

Si se obtienen resultados insatisfactorios (al menos en uno de los rociadores), se deben identificar y eliminar las causas y luego se deben repetir las pruebas.

¿Discutido muchas veces, dices? Y, ¿está todo claro? ¿Qué pensamientos tendrías sobre este pequeño estudio?
La principal contradicción, actualmente no resuelta por las normas, es entre el mapa de riego por aspersión circular (diagrama) y la disposición cuadrada (abrumadoramente mayoritaria) de los aspersores en el área protegida (calculada según SP5).
1. Por ejemplo, necesitamos apagar una determinada habitación con una superficie de 120 m2 con una intensidad de 0,21 l/s*m2. Del aspersor SVN-15 con k=0,77 (Biysk) a una presión de tres atmósferas (0,3 MPa) fluirá q = 10*0,77*SQRT (0,3) = 4,22 l/s, mientras que en un área certificada de 12 m2 se garantizará la intensidad (según pasaporte de rociadores) i = 0,215 l/s*m2. Dado que el pasaporte contiene una referencia al hecho de que este rociador cumple con los requisitos de GOST R 51043-2002, entonces, de acuerdo con la cláusula 8.23 (verificación de la intensidad y el área protegida), debemos considerar estos 12 m2 (según el pasaporte - área protegida) como el área de un círculo con un radio R= 1,95 m. Por cierto, en dicha área fluirán 0,215 * 12 = 2,58 (l/s), lo que es solo 2,58/4,22 = 0,61 del caudal total de los rociadores, es decir Casi el 40% del agua suministrada fluye más allá del área protegida reglamentariamente.
SP5 (Tablas 5.1 y 5.2) requiere que se garantice la intensidad estándar en el área protegida regulada (y allí, por regla general, se ubican al menos 10 rociadores en forma de grupo cuadrado), mientras que de acuerdo con el párrafo B.3.2 de SP5 :
- área calculada condicionalmente protegida por un rociador: Ω = L2, aquí L es la distancia entre rociadores (es decir, el lado del cuadrado en cuyas esquinas se encuentran los rociadores).
Y, entendiendo sabiamente que toda el agua que sale del aspersor permanecerá en el área protegida cuando nuestros aspersores estén ubicados en las esquinas de cuadrados convencionales, calculamos de manera muy simple la intensidad que proporciona la AUP en el área protegida estándar: todo el flujo. (y no el 61%) a través del rociador dictador (a través de los demás el caudal será mayor por definición) se divide por el área del cuadrado con un lado igual al espaciado de los rociadores. Absolutamente lo mismo que creen nuestros colegas extranjeros (en particular, para ESFR), es decir, en realidad, 4 aspersores colocados en las esquinas de un cuadrado con un lado de 3,46 m (S = 12 m2).
En este caso, la intensidad calculada en el área protegida estándar será 4,22/12 = 0,35 l/s*m2 - ¡toda el agua se verterá sobre el fuego!
Aquellos. para proteger el área, podemos reducir el consumo en 0,35/0,215 = 1,63 veces (en última instancia, costos de construcción), y obtener la intensidad requerida por las normas, no necesitamos 0,35 l/s*m2, 0,215 es suficiente l/ s*m2. Y para toda el área estándar de 120 m2 necesitaremos (simplificado) calculado 0,215 (l/s*m2)*120(m2)=25,8 (l/s).
Pero aquí, por delante del resto del planeta, surge el desarrollado e introducido en 1994. Comité Técnico TC 274” Seguridad contra incendios"GOST R 50680-94, es decir, este punto:
7.21 La intensidad del riego se determina en el área seleccionada cuando un aspersor está funcionando para aspersores... aspersores a la presión de diseño. - (en este caso, el mapa de riego por aspersión utilizando el método de medición de intensidad adoptado en este GOST es un círculo).
Aquí llegamos, porque, entendiendo literalmente la cláusula 7.21 de GOST R 50680-94 (extinguimos en una sola pieza) en conjunto con la cláusula B.3.2 SP5 (protegemos el área), debemos garantizar la intensidad estándar en el área de el cuadrado inscrito en un círculo con un área de 12 m2, porque en el pasaporte de los rociadores se especifica esta área protegida (¡redonda!), y más allá de los límites de este círculo la intensidad será menor.
El lado de dicho cuadrado (espaciamiento entre aspersores) es de 2,75 m y su área ya no es de 12 m2, sino de 7,6 m2. En este caso, al realizar la extinción en una superficie estándar (con varios aspersores funcionando), la intensidad de riego real será 4,22/7,6 = 0,56 (l/s*m2). Y en este caso, para toda el área estándar necesitaremos 0,56 (l/s*m2)*120(m2)=67,2 (l/s). ¡Esto es 67,2 (l/s) / 25,8 (l/s) = 2,6 veces más que cuando se calcula usando 4 aspersores (por cuadrado)! ¿Cuánto aumenta esto los costos de tuberías, bombas, tanques, etc.?

El consumo de agua para la extinción de incendios de la red de suministro de agua contra incendios en las empresas de la industria petroquímica y de refinación de petróleo debe tomarse en base a dos incendios simultáneos en la empresa: un incendio en el área de producción y un segundo incendio en el área de materias primas o almacenes de gases inflamables, petróleo y productos petrolíferos.

El consumo de agua se determina mediante cálculo, pero se debe tomar como mínimo: para el área de producción - 120 l/s, para almacenes - 150 l/s. El flujo y suministro de agua debe garantizar la extinción y protección de los equipos mediante instalaciones estacionarias y equipos móviles contra incendios.

El consumo de agua estimado en caso de incendio en un almacén de petróleo y productos derivados del petróleo debe tomarse como uno de los siguientes gastos más altos: para extinción de incendios y enfriamiento de tanques (basado en el consumo más alto en caso de incendio de un tanque); para la extinción de incendios y refrigeración de cisternas de ferrocarril, dispositivos de carga y descarga y pasos elevados o para la extinción de incendios de dispositivos de carga y descarga de cisternas de automóviles; el mayor costo total para la extinción de incendios externos e internos de uno de los edificios del almacén.

Gastos agentes extintores de incendios debe determinarse en función de la intensidad de su suministro (Tabla 5.6) al área estimada de extinción de aceite y productos derivados del petróleo (por ejemplo, en tanques verticales terrestres con techo estacionario, el área de la sección transversal horizontal de el tanque se toma como área estimada de extinción).

El consumo de agua para enfriar tanques verticales terrestres debe determinarse mediante cálculos basados en la intensidad del suministro de agua tomada de acuerdo con la Tabla 5.3. El consumo total de agua se determina como la suma de los costos de enfriar un tanque en llamas y enfriar los adyacentes en el grupo.

La presión libre en la red de suministro de agua contra incendios durante un incendio debe tomarse de la siguiente manera:

· al enfriar con una instalación estacionaria - según especificaciones técnicas anillos de riego, pero no menos de 10 m al nivel del anillo de riego;

· al enfriar tanques con equipos móviles contra incendios de acuerdo con las características técnicas de los troncos contra incendios, pero no menos de 40 m.

La duración estimada del enfriamiento de los tanques (en combustión y adyacentes a él) debe tomarse de la siguiente manera:

Tanques de tierra al extinguir incendios. sistema automático- 4 horas;

· al extinguir con equipo móvil contra incendios – 6 horas;

· tanques subterráneos – 3 horas.

Caudal total de agua de la red de suministro de agua para proteger los dispositivos. tipo de columna en caso de un incendio condicional con instalaciones estacionarias de riego por agua, se toma como la suma del consumo de agua para el riego del incendio en llamas. aparato de columna y dos adyacentes a él, situados a una distancia inferior a dos diámetros del mayor de ellos. La intensidad del suministro de agua por 1 m 2 de superficie protegida de dispositivos tipo columna con GLP y líquidos inflamables se considera igual a 0,1 l/(s×m 2).

Consideremos el cálculo de una tubería de riego circular usando el ejemplo de enfriamiento de la superficie lateral durante un incendio terrestre. tanque vertical con líquido inflamable con techo fijo de volumen nominal W.= 5000 m 3, diámetro d p = 21 m y altura h= = 15 m Una instalación de enfriamiento de tanque estacionario consta de un anillo de riego seccional horizontal (tubería de riego con dispositivos de pulverización de agua) ubicado en la zona superior de las paredes del tanque, elevadores secos y tuberías horizontales que conectan el anillo de riego seccional con el sistema de extinción de incendios. red de suministro de agua (Fig. 5.5) .

Arroz. 5.5. Esquema de un tramo de una red de abastecimiento de agua con anillo de riego:

1 – sección de la red en anillo; 2 – válvula de compuerta en el ramal; 3 – grifo para drenar el agua; 4 – tubería ascendente seca y horizontal; 5 – tubería de riego con dispositivos para rociar agua

Determinemos el consumo total para enfriar el tanque a la intensidad del suministro de agua. j= 0,75 l/s por 1 m de su circunferencia (Tabla 5.3) q = j pag d p = 0,75 × 3,14 × 21 = 49,5 l/s.

En el anillo de riego utilizamos como aspersores drenadores con roseta plana DP-12 con un diámetro de salida de 12 mm.

Determinamos el consumo de agua de un diluvio usando la fórmula,

Dónde A– características de consumo de la máquina de diluvio, A= 0,45 l/(s×m 0,5); Ja= 5 m – presión libre mínima, entonces l/s. Determine el número de empapadores. Entonces q = nq= 50 × 1 = 50 l/s.

Distancia entre bebederos con diámetro de anillo D k = 22 mm.

Diámetro de rama d todos suministrando agua al anillo, a la velocidad del movimiento del agua. V= 5 m/s es igual a m.

Aceptamos el diámetro de la tubería. d sol = 125 mm.

A lo largo del anillo desde el punto. b al punto A El agua fluirá en dos direcciones, por lo que el diámetro de la tubería de sección anular se determinará a partir de la condición de que pase la mitad del caudal total m.

Para un riego uniforme de las paredes del tanque, es decir, es necesaria una ligera caída de presión en el anillo de riego en el dictador (punto A) y más cercano al punto b Aceptamos empapadores d k = 100 mm.

Usando la fórmula, determinamos la pérdida de presión. h k en un semicírculo m.= 15 m.

La cantidad de presión libre al inicio de la rama se tiene en cuenta al determinar las características de la bomba.

Para ajustes más altos (p. ej. columnas de destilación) es posible prever varias tuberías perforadas a diferentes alturas. La presión de la tubería con orificios ubicada más alta no debe ser superior a 20-25 m.