Пропускная способность пожарных рукавов

Пропускная способность рукавов

Пропускная способность пожарного рукава – расчетная величина, определяющая количество воды или другой огнетушащей жидкости, проходящее через отдельный участок за установленный отрезок времени (литр в секунду).

Пропускная способность зависит от следующих показателей:

• Тип пожарного рукава – прорезиненный, непрорезиненный.
• Материал – латексированный, пластмассовый армированный, с двухсторонним полимерным покрытием или льняной.
• Диаметр. Внутренний диаметр напорного пожарного рукава в соответствии с ГОСТ Р 51049 2008 – 25, 38, 51, 66, 77, 89 или 150 мм, всасывающего и напорно-всасывающего рукава согласно ГОСТ 5398 – 76 – дополнительно от 160 до 325 мм.
• Длина рукава – 10, 15 или 20 м для напорного и 3 – 6 м для всасывающего.
• Длина рукавной линии – магистраль из соединения двух или более рукавов определенной длины.
• Давление. Рабочее давление напорного рукава составляет 1,6 МПа, всасывающего и напорно-всасывающего – не более 3 МПа. При более низких значениях эффективность тушения пожара снижается, при превышении – возникает угроза разрыва.
• Производительность ствола. Характеризуется диаметром, расходом по жидкости, дальностью струи и рабочим давлением.
• Потеря напора воды или другого огнетушащего вещества.

Пропускная способность одного пожарного рукава является главным показателем для пожарно-тактического расчета необходимых средств пожаротушения при ликвидации возгорания.

СПРАВКА. С целью увеличения показателя пропускной способности, к воде, предназначенной для ликвидации пожара, добавляют растворимые высокомолекулярные полимеры, которые снижают сопротивление трения в потоке в несколько раз.

Как рассчитать пропускную способность?

Пропускная способность пожарного рукава определенного диаметра установлена опытным путем и является величиной постоянной. Этот же показатель магистрали, состоящей из двух и более рукавов, определяется по графику, составленному с учетом потери напора в зависимости от длины рукавной линии.

Основными параметрами графика являются:

• D – диаметр рукава, мм;
• Q – пропускная способность, л/с;
• L – расчетная длина магистрали, м.

Для определения пропускной способности магистрали необходимо:

• отметить на графике диаметр пожарного рукава (ось Y);
• провести линию до пересечения с кривой, обозначающей длину магистрали;
• опустить перпендикулярную линию до оси Х и определить пропускную способность Q, выраженную в л/с.

ВАЖНО! Показатель пропускной способности всегда учитывается с определенным запасом во избежание нехватки огнетушащего вещества.

Пропускная способность рукавов

Пропускная способность одного прорезиненного рукава длиной 20 метров рассчитана с учетом сопротивлений, зависит от диаметра и является постоянной.

Таблица 1. Пропуская способность рукавов разного диаметра.

Диаметр рукава, мм	38	51	66	77	89	150
Пропускная способность рукава, л/с	5,7	10,2	17,1	23,3	40	100

Напор в пожарном рукаве

Напор – физическая величина, выражающая механическую энергию потока жидкости в определенной точке, которая зависит от давления этой жидкости и ее удельного веса.

Определяется по формуле:

Н = h_с + Z + Н_св, где

• Н – величина напора, м;
• h_с – совокупность сопротивления в пожарном рукаве (материал, тип, длина);
• Z – высота подъема огнетушащего вещества, м;
• Н_св – свободный напор пожарного ствола (зависит от его марки и характеристики), м.

Сила (величина) напора определяет максимальное расстояние поступления огнетушащего вещества.

Что такое потеря напора в пожарном рукаве?

Потеря напора – снижение силы движения вещества в результате сопротивления. Величина этого показателя играет главную роль при выборе насосного оборудования с установленной мощностью.

На показатель потери напора оказывает влияние:

• рельеф местности, по которой прокладывается магистраль;
• материал рукава – непрорезинный слой увеличивает потери;
• степень износа пожарного рукава;
• количество установленной арматуры – потери происходят вследствие уменьшения или расширения диаметра, изменения направления потока или его разделение;
• схема составления насосно-рукавной системы в зависимости от размеров очага возгорания и его удаленности от источника водоснабжения;
• длина магистрали – чем длиннее, тем больше потери;
• состав огнетушащего вещества.

СПРАВКА. Во время проведения различных испытаний было установлено, что величина потери напора составляет 10 – 30%.

Как определить потери напора в рукавах?

Потери напора в пожарных рукавах рассчитываются по формуле:

Н_л = N_рQS, где

• Н_л – потери напора в линии, м;
• N_p – количество рукавов в линии пожаротушения, шт;
• Q – общий расход воды из стволов наиболее нагруженной магистрали, л/с (определяется фактически);
• S – сопротивление одного пожарного напорного рукава длиной 20 м (постоянная величина, справочный показатель).

При этом количество рукавов N_p в магистрали определяют по формуле:

N_р = 1,2L /20, где

• 1,2 – стандартный коэффициент, учитывающий неровности местности;
• L – расстояние от источника воды до очага возгорания, м;
• 20 – длина одного пожарного рукава, м.

Полученный результат всегда следует округлять до большего.

Величины сопротивления S приведены в Таблице 2.

Таблица 2. Величина сопротивления пожарных рукавов разного диаметра.

Тип пожарного рукава	Диаметр, мм
	51	66	77	89	110	150
Прорезиненный	0,15	0,035	0,015	0,004	0,002	0,00045
Непрорезиненный (тканевый, льняной и др.)	0,3	0,077	0,03	не установлена	не установлена	не установлена

Пропускная способность рукавов при соответствующих расчетных длинах и типах насосов

Эффективность тушения пожара характеризуется совокупностью следующих параметров:

• пропускной способностью пожарных рукавов – величина расчетная (в магистрали) или постоянная (один рукав определенного диаметра);
• технической характеристикой пожарного насоса, создающего напор – постоянная величина, установлена заводом – производителем;
• производительностью стволов – постоянный показатель.

Все указанные параметры представляют собой расход жидкости в единицу времени. Их взаимозависимость изучена и выведена в виде графика, где

• Н_м – давление в пожарном рукаве, мм.вод.ст.;
• Q – пропускная способность, л/с;
• кривые 1 – 5 – схемы магистральных линий, состоящих из пожарных рукавов различного диаметра, оснащенных разными марками стволов в необходимом количестве;
• кривые Q – H – параметры пожарных насосов ПН-30К и ПН-30КФ, выведенные в результате проведенных испытаний;
• горизонтальная пунктирная линия – 90 мм.вод.ст., максимально допустимое давление для пожарного рукава;
• точка А – соотношение расчетной пропускной способности и давления;
• точка Б – предельное значение соотношения давления и пропускной способности.

В качестве примера следует рассмотреть кривую 1 как наиболее распространенную схему пожаротушения, состоящую из двух магистральных линий напорных пожарных рукавов с D = 77 мм и двумя разветвлениями на четыре ствола Б и два ствола А.

Определив расчетный расход воды для данной схемы, равный 29,2 л/с, следует провести перпендикуляр вверх до пересечения с кривой насосов. Точка А на кривой ПН-30К соответствует 80 мм.вод.ст и определяет необходимое давление насоса. Так как точка А лежит на кривой 1 ниже точки Б, указанная схема сочетается с применением насоса ПН-З0К.

Характеристика насоса ПН-30КФ не сочетается с рассматриваемой схемой по причине нахождения точки А выше пунктирной линии, то есть максимальное давление в пожарном рукаве будет составлять 124 мм.вод.ст., что противоречит установленным нормам и является недопустимым.

Нормы расхода воды для пожарных рукавов

Норма расхода воды – показатель, определяющий суммарное количество жидкости, необходимой для тушения возгорания на определенной площади. В соответствии с методикой проведения пожарно-тактических расчетов определяется по формуле:

Q_н = S₃ I³, где

• Q_н – норма расхода воды, л/с;
• S₃ – защищаемая площадь, м;
• I³ – объем огнетушащего вещества, подаваемый за единицу времени на определенную величину площади возгорания, л/с.

Норма расхода воды на ликвидацию пожара в целом:

Q_тр = S_п I_тр, при условии, что S_п ≤ S_т, или

Q_тр = S_т · I_тр – при условии, что S_п > S_т, где

• Q_тр – требуемая норма расхода л/с;
• I_тр – требуемый объем огнетушащего вещества, подаваемый за единицу времени на определенную величину площади возгорания, л/с;
• S_п – площадь пожара, м;
• S_т – площадь тушения, м.

В качестве основных источников для расчета и нормирования расхода огнетушащего вещества для внутренних и наружных систем пожаротушения применяются разработанные и утвержденные СП и НПБ таблицы, схемы и формулы.