Obliczenia hydrauliczne mgr inż. Przemysław Kubica Szkoła Główna Służby Pożarniczej
Zagadnienia Projektowanie hydrauliczne (dobór intensywności, powierzchni działania i czasu działania); Metody wymiarowania sieci przewodów rurowych (dobór średnic, obliczenia hydrauliczne); Armatura (osprzęt, zawory odwadniające, zawory kontrolne); Przewody rurowe (połączenia, spadki, uchwyty, materiały) 2
Projektowanie hydrauliczne Do połowy XX wieku jeden typ tryskaczy, średnica rury dobierana do ilości tryskaczy, którą zasilała. Tryskacz K 80 3
Hydrauliczne kryteria projektowe by Pete Telthorst 4
Hydrauliczne kryteria projektowe Nastąpiła zmiana metodyki projektowania. Cel: Nad określoną powierzchnią zapewnić, taką intensywność zraszania, aby pożar nie rozprzestrzenił się poza tę powierzchnię, w określonym czasie. Stąd znany termin: Control Mode Density Area (CMDA) 5
Hydrauliczne kryteria projektowe powierzchnia działania: maksymalna powierzchnia, przyjęta do celów projektowych, nad którą zadziałają tryskacze w razie pożaru; projektowa intensywność zraszania: minimalna ilość wody, w milimetrach na minutę, która spada na zabezpieczaną powierzchnię; wyznaczana jako ilość wody wypływająca grupy tryskaczy, w litrach na minutę, podzielona przez powierzchnię chronioną, w metrach kwadratowych; czas działania: czas, przez który zapewnione jest ciśnienie i natężenie przepływu, wymagane dla urządzenia tryskaczowego. 6
Hydrauliczne kryteria projektowe by Allan MacPherson by Pete Telthorst 7
Klasa zagrożenia pożarowego Projektowa intensywność zraszania mm/min Urządzenie tryskaczowe wodne lub wstępnie sterowane Powierzchnia działania m 2 Urządzenie tryskaczowe powietrzne lub mieszane LH 2,25 84 Nie dopuszcza się Zastosować OH1 OH1 5,0 72 90 OH2 5,0 144 180 OH3 5,0 216 270 OH4 5,0 360 Nie dopuszcza się Zastosować HHP1 HHP1 7,5 260 325 HHP2 10,0 260 325 HHP3 12,5 260 325 HHP4 Urządzenie zraszaczowe 8
Hydrauliczne kryteria projektowe Instalacja podstropowa HHS Sposób składowania Maksymalna dopuszczalna wysokość składowania m Kat. I Kat. II Kat. III Kat. IV Projektowa intensywność zraszania mm/min Powierzc hnia działania m 2 4,7 3,4 2,2 1,6 7,5 260 5,7 4,2 2,6 2,0 10,0 6,8 5,0 3,2 2,3 12,5 ST2, ST4, 5,6 6,0 3,7 4,1 4,4 2,7 3,0 3,3 15,0 17,5 20,0 300 5,3 3,8 25,0 6,0 4,4 30,0 9
Hydrauliczne kryteria projektowe Instalacja podstropowa HHS 1,0 m<h<4,0 m 10
Hydrauliczne kryteria projektowe Czas działania LH OH HHP HHS 30 min 60 min 90 min 90 min Dopuszczalne jest skrócenie dla urządzeń 1 klasy, wymaga akceptacji VdS. 11
Podstawy obliczeo hydraulicznych Algorytm postępowania: Ustalenie sposobu prowadzenia rurociągu Wyznaczenie powierzchni działania (korzystnej i niekorzystnej hydraulicznie) Wyznaczenie natężenia wypływu z tryskacza Dobór średnic rurociągów Obliczenie straty ciśnienia w przewodach rurowych Wydatek na kolejnym tryskaczu przy uwzględnieniu spadku ciśnienia 12
Podstawy obliczeo hydraulicznych Wyznaczenie powierzchni działania niekorzystnej hydraulicznie (pow. zbliżona do kwadratu) Długość przewodu zasilanego jednostronnie: max 30 m Ilość tryskaczy na przewodzie zasilanym jednostronnie: max 20 szt. 13
Podstawy obliczeo hydraulicznych Wyznaczenie powierzchni działania układ typu ruszt 14
Prowadzenie rurociągu 15
Podstawy obliczeo hydraulicznych Dobór średnic Prędkość przepływu wody, przy założeniu, że zadziałają jednocześnie wszystkie przewidziane tryskacze, nie powinna przekroczyć następujących wartości: 6 m/s przy przepływie przez każdy zawór, urządzenie służące do monitorowania przepływu lub filtr; 10 m/s we wszystkich innych punktach urządzenia. Maksymalne ciśnienie wody Ciśnienie nie powinno przekraczać 12 bar. 16
Podstawy obliczeo hydraulicznych Minimalne średnice Zagrożenie pożarowe Średnica [mm] LH 20 OH i HH przewód rurowy poziomy 20 i pionowy z przyłączonym jednym tryskaczem o współczynniku K nie większym niż 80 Wszystkie inne 25 Tryskacze stojące nie mogą być przyłączane bezpośrednio do przewodów o średnicy większej niż 65 mm. Tryskacze wiszące nie mogą być przyłączane bezpośrednio do przewodów o średnicy większej niż 80 mm. 17
Podstawy obliczeo hydraulicznych Wstępne szacowanie średnic OH HH Średnica mm 25 32 40 50 65 32 Maksymalna liczba zasilanych tryskaczy 2 4 6 8 16 3 Średnica mm. 32 40 50 65 80 100 Maksymalna liczba tryskaczy zasilanych przez przewód 2 4 8 12 18 48 40 6 50 9 65 18 18
Podstawy obliczeo hydraulicznych Po określeniu sposobu prowadzenia rurociągu i wstępnym doborze średnic należy wykonać obliczenia hydrauliczne. Obliczenia wykonuje się przy założeniu, że wszystkie tryskacze nad powierzchnią działania są otwarte. Obliczenia wykonuje się dla powierzchni działania najbardziej niekorzystnej oraz najbardziej korzystnej hydraulicznie. Obliczenia dla najbardziej niekorzystnej hydraulicznie stawiają wymagania co do ciśnienia, jakie powinno zapewnić źródło wody. Obliczenia dla powierzchni najbardziej korzystnej hydraulicznie pozwalają określić maksymalne natężenie wypływu (wydatek źródła wody). 19
Podstawy obliczeo hydraulicznych Wyznaczenie natężenia wypływu z tryskacza Natężenie wypływu wody z tryskacza jest równe iloczynowi wymaganej intensywności zraszania oraz powierzchni, którą tryskacz zabezpiecza. q trysk =IxF rzecz W obliczeniach wyznacza się średni wydatek w litrach dla grupy czterech najbliżej siebie zainstalowanych tryskaczy. 20
Podstawy obliczeo hydraulicznych Ciśnienie na tryskaczu Stosunek ciśnienia i wydatku na tryskaczu jest wielkością stałą, określaną jako współczynnik przelotowości K Znając natężenie wypływu z tryskacza, określa się wymagane ciśnienie. p trysk =(q trysk /K) 2 Ciśnienie na wlocie tryskacza powinno być nie mniejsze niż - 0,70 bar w LH; - 0,35 bar w OH; - 0,50 bar w HHP i HHS z wyłączeniem tryskaczy w regałach; 21
Podstawy obliczeo hydraulicznych Wyznacza się straty ciśnienia na odcinku 1-2. Suma ciśnienia na tryskaczu 1 i straty na odcinku 1-2 stanowi ciśnienie jakie powinno panować na tryskaczu 2. 2 1 p 2 =p 1 +p 1-2 mając na uwadze, że wydatek tryskacza 2: q 2 = K p 2 0,5 22
Podstawy obliczeo hydraulicznych Straty ciśnienia w przewodach rurowych na skutek tarcia hydraulicznego wyznacza się ze wzoru Hazena-Williamsa: w którym: p jest stratą ciśnienia w przewodzie rurowym, w bar; Q jest natężeniem przepływu w przewodzie rurowym, w litrach na minutę; d jest średnią średnicą wewnętrzną przewodu rurowego, w milimetrach; C jest stałą dla danego rodzaju i stanu przewodu rurowego L jest długością zastępczą dla rur i kształtek, w metrach. 23
Podstawy obliczeo hydraulicznych Po dojściu do połączenia przewodu rozprowadzającego z rozdzielczym (punkt A) oblicza się stałą wypływu K, całego odcinka (w przykładzie poniżej KA-1). Q KA 1 A 1 B 6 p K K QB 6 KB 6 p B 24
Podstawy obliczeo hydraulicznych Przykład: OH3, tryskacze o max. pow. działania 12 m2 i K=80. Linią niebieską zaznaczono powierzchnię chronioną przez 4 tryskacze Linią kreskowaną zaznaczono najbardziej niekorzystną hydraulicznie powierzchnię działania 1. Obliczenie ciśnienia na tryskaczu 1 Powierzchnia chroniona przez 4 tryskacze: (3,2+1,6+1,55)x(2,8+1,4+1,8)=38,1 m2 Powierzchnia rzeczywista chroniona przez jeden tryskacz: 38,1/4= 9,52 m2 q trysk =IxF rzecz ; q trysk1 =5x9,52 = 47,6; p trysk =(q trysk /K) 2 ; p trysk 1 =(47,6/80) 2 = 0,354 25
Wpisujemy do tabeli: p 0 = p trysk1 =(47,6/80) 2 = 0,354 d - średnica wewnętrzna dla DN 25 d=27,3 mm (patrz norma ISO 65) l = 3,2 m; straty trójników do montażu tryskaczy pomijamy (uwzględnia je stała K) Obliczana jest strata ciśnienia Po dodaniu straty ciśnienia otrzymujemy ciś. na tryskaczu 2 p tr2 =0,388, przy którym q tr2 =49,81 Przepływ Q na odcinku 2-3 jest sumą tego co wypływa z tryskacza 1 i tryskacza 2. Analogicznie postępujemy z tryskaczem 3 oraz odcinkiem 3-A. Ciśnie Numer nie odcinka pocz. Stała Przepływ na odcinku Długość odcinka Długości zast. kolan ko Ciśnienie końcowe Zawór Trójnik Zwężka Wydatek Tryskacza Średnica przewodu Długość ekw. Straty jedn. Straty cisnie nia Wysokość geometr. Prędkość przepływu Nr p o K q Q d l g l z l t l k l r L p/m p z p k v - bar dm 3 min - 1 bar -0,5 dm 3 min -1 dm 3 min -1 mm m m m m m m bar/m bar m bar m*s -1 1-2 0,354 80,00 47,60 47,60 27,6 3,20 - - - 3,20 0,0105 0,034 0,388 1,33 2-3 0,388 80,00 49,81 97,41 36,4 3,10 - - - 3,10 0,0103 0,032 0,419 1,56 3-A 0,419 80,00 51,81 149,22 41,9 1,10 - - - 3,54 0,0114 0,040 0,432 1,80 26
K odcinka A-1 mając dane p A = 0,432 oraz q A-3 =149,22 można wyznaczyć stałą K całego odcinka A-1, Q 149,22 KA 1 227 p 0,432 Stała K jest parametrem stałym, niezależnym od ciśnienia i przepływu, zależnym od geometrii elementu hydraulicznego. Dla identycznych odcinków stała K jest taka sama, czyli KA 1 KB 6 Numer Odcinka Ciśnie nie pocz. Stała Przepływ na odcinku Dłu-gość Odcin-ka Wydatek Tryskacza Średnica przewodu Długość ekw. Straty jedn. Straty cisnie nia Wysokość geometr. Ciśnienie końcowe Prędkość przepływu - - 1-2 0,354 80,00 47,60 47,60 27,6 3,20 3,20 0,0105 0,034 0,388 1,33 2-3 0,388 80,00 49,81 97,41 36,4 3,10 3,10 0,0103 0,032 0,419 1,56 3-A 0,419 80,00 51,81 149,22 41,9 1,10 1,10 0,0114 0,013 0,432 1,80 KA-1 227,0 27
Odcinek 4-A: F rz = 8,4m2, q tr4 = 42 l/min, p tr4 =0,276 bar p 0 = p tr4 =0,35 bar (minimalne dopuszczalne) d - średnica wewnętrzna dla DN 32 d=27,3 mm l = 2,8 m; Obliczana jest strata ciśnienia. Po dodaniu straty ciśnienia otrzymujemy ciś. na tryskaczu 5 p tr5 =0,358, przy którym q tr2 =47,87 Przepływ Q na odcinku 5-A jest sumą tego co wypływa z tryskacza 5 i tryskacza 4. Analogicznie postępujemy z odcinkiem 5-A. Ciśnie Numer nie odcinka pocz. Stała Przepływ na odcinku Długość odcinka Długości zast. kolan ko Ciśnienie końcowe Zawór Trójnik Zwężka Wydatek Tryskacza Średnica przewodu Długość ekw. Straty jedn. Straty cisnie nia Wysokość geometr. Prędkość przepływu Nr p o K q Q d l g l z l t l k l r L p/m p z p k v - bar dm 3 min - 1 bar -0,5 dm 3 min -1 dm 3 min -1 mm m m m m m m bar/m bar m bar m*s -1 4-5 0,350 80,00 47,33 47,33 36,0 2,80 - - - 2,80 0,0029 0,008 0,358 0,77 5-A 0,358 80,00 47,87 95,20 36,0 1,70-1,70 0,0104 0,018 0,376 1,56 28
Zauważamy: Ciśnienie w punkcie A liczone od strony tryskacza 3 jest wyższe niż ciśnienie liczone od strony tryskacza 5. p A 3 = 0,432 > p A 5 = 0,376 W jednym punkcie może panować tylko jedno ciśnienie W punkcie A przyjmujemy ciśnienie wyższe, które zapewni wymagany wydatek do odcinka A-1, ale też popłynie wówczas więcej niż obliczono wody do odcinka A-4. Pytanie: ile więcej? Ciśnie Numer nie odcinka pocz. Stała Przepływ na odcinku Długość odcinka Długości zast. kolan ko Ciśnienie końcowe Zawór Trójnik Zwężka Wydatek Tryskacza Średnica przewodu Długość ekw. Straty jedn. Straty cisnie nia Wysokość geometr. Prędkość przepływu Nr p o K q Q d l g l z l t l k l r L p/m p z p k v - bar dm 3 min - 1 bar -0,5 dm 3 min -1 dm 3 min -1 mm m m m m m m bar/m bar m bar m*s -1 3-A 0,419 80,00 51,81 149,22 41,9 1,10 - - - 1,10 0,0114 0,013 0,432 1,80 5-A 0,358 80,00 47,87 95,20 36,0 1,70-1,70 0,0104 0,018 0,376 1,56 29
K odcinka A-4 mając dane p A = 0,376 oraz q A-3 =95,2 wyznaczamy, KA 4 Q p 95,2 0,376 155,3 Znając stałą wypływu odcinka A4 i rzeczywiste ciśnienie jakie jest wymagane w punkcie A wyznaczamy wydatek, który popłynie do odcinka A-4 Q A K p 4 A 4 A rzecz 155,3 0,432 102,1 Numer Odcinka Ciśnie nie pocz. Stała Przepływ na odcinku Wydatek Tryskacza Średnica przewodu Długość Odcinka Długość ekw. Straty jedn. Straty cisnie nia Wysokość geometr. Ciśnienie końcowe Prędkość przepływu Uwagi Nr p o K q Q d l g L p/m p z p k v - dm 3 min - - bar 1 bar -0,5 dm 3 min -1 dm 3 min -1 mm m m bar/m bar m bar m*s -1-4-5 0,350 80,00 47,33 47,33 36,0 2,80 2,80 0,0029 0,008 0,358 0,77 5-A 0,358 80,00 47,87 95,20 36,0 1,70 1,70 0,0104 0,018 0,376 1,56 K Q A-4= 155,3rzecz= 102,1 30
A Odcinek A-B Q A-B = Q A4 + Q A1 = 149,22 + 102,1=251,31 Długości zastępcze A: trójnik DN 40 (2,44m), kolano DN 40 (1,22m) Długość odcinka 4,8 m DN 80, Dwew 80,8 Wyznaczamy ciśnienie w punkcie B P B =0,44 bar Ciśnie Numer nie odcinka pocz. Stała Przepływ na odcinku Długość odcinka Długości zast. kolan ko Ciśnienie końcowe Zawór Trójnik Zwężka Wydatek Tryskacza Średnica przewodu Długość ekw. Straty jedn. Straty cisnie nia Wysokość geometr. Prędkość przepływu Nr p o K q Q d l g l z l t l k l r L p/m p z p k v - bar dm 3 min - 1 bar -0,5 dm 3 min -1 dm 3 min -1 mm m m m m m m bar/m bar m bar m*s -1 3-A 0,419 80,00 51,81 149,22 41,9 1,10 - - - 1,10 0,0114 0,013 0,432 1,80 5-A 0,358 80,00 47,87 95,20 36,0 1,70-1,70 0,0104 0,018 0,376 1,56 A-B 0,432 251,31 80,8 2,80-2,44 1,22-6,46 0,0012 0,008 0,440 0,82 31
A B1 Odcinek A-B: Rozpływ z punktu B1 jest identyczny pod względem geometrycznym jak rozpływ z punktu A. Korzystając z poprzednich obliczeń wiadomo, że jeżeli w punkcie A będzie ciśnienie P=0,432 bar, to wypłynie Q A-B = Q A4 + Q A1 = 251,31 l/min. Identycznie p i Q będzie w punkcie B1. Problem w tym, że znamy ciśnienie w B a nie B1. Odcinek B1-B, zawiera trójnik DN40 (2,44m) oraz trójnik DN 80 (4,75m) Obliczamy stratę ciśnienia B1-B, otrzymujemy P B =0,436 bar Wyznaczamy stałą K B69 =380,4 Ciśnie Numer nie odcinka pocz. Stała Przepływ na odcinku Długość odcinka Długości zast. kolan ko Ciśnienie końcowe Zawór Trójnik Zwężka Wydatek Tryskacza Średnica przewodu Długość ekw. Straty jedn. Straty cisnie nia Wysokość geometr. Prędkość przepływu Nr p o K q Q d l g l z l t l k l r L p/m p z p k v - bar dm 3 min - 1 bar -0,5 dm 3 min -1 dm 3 min -1 mm m m m m m m bar/m bar m bar m*s -1 B-B1 0,432 251,31 80,8 - - 2,44 1,22-3,66 0,0012 0,004 0,436 0,82
B1 Zauważamy: Aby zasilić tryskacze na przewodzie A1-4, to w punkcie B należy zapewnić ciśnienie P B =0,44 bar. Aby zasilić tryskacze na przewodzie B6-9 w punkcie B należy zapewnić ciśnienie P B =0,436 bar. Wobec powyższego żądamy ciśnienia wyższego, czyli w punkcie B będzie ciśnienie P B =0,44 bar Q Znając stałą wypływu odcinka B6-9 obliczamy wydatek, który popłynie do tego odcinka K p B69 B69 B rzecz 379,4 0,44 251,9 Ciśni Wydajn Przepły Średni Długoś Długo Strat Wysok Ciśnien Numer enie Przelo- ość w ca ć Długości zast. ść Straty y ość ie Prędkość Uwagi odcink począ tryskacz na przewo zaw trójn kolan zwęż ekwi jednoscisniegeome końcow przepływ a tk. towość a odcinku du odcinka ór ik ko ka wal. tk. nia tr. e u Nr p o K q Q d l g l z l t l k l r L p/m p z p k v - - bar dm 3 min - 1 bar -0,5 dm 3 min - 1 dm 3 min - 1 mm m m m m m m bar/m bar m bar m*s -1-0,001 A-B 0,432 251,31 80,8 2,80-2,44 1,22-6,46 2 0,008 0,440 0,82 0,001 KB69 379, Qrzec B1-B 0,432 251,31 80,8 - - 4,88 - - 4,88 2 0,006 0,438 0,82 = 7 z= 251,9
Obliczamy przelotowość odcinka C11, przy założeniu, że tylko tryskacz 11 jest otwarty. Ciśnienie na tryskaczu 11 zakładamy p tr11 =0,354 bar, obliczamy q tr11 = 47,6 l/min, stratę ciśnienia obliczamy uwzględniając l=3,2 DN 25; l=3,1 DN 32; l=1,1 DN 40; trójnik DN40, trójnik DN 80. Odcinek B-C: P B =0,44 bar Q B-C = Q AB + Q B69 = 503,18 l/min Po dodaniu straty ciśnienia, P C =0,456 bar Q K KC11 p C11 C11 C rzecz 74,9 74,9 0,456 50,5 Ciśnie Numer nie odcinka pocz. Stała Przepływ na odcinku Długość odcinka Długości zast. kolan ko Ciśnienie końcowe Zawór Trójnik Zwężka Wydatek Tryskacza Średnica przewodu Długość ekw. Straty jedn. Straty cisnie nia Wysokość geometr. Prędkość przepływu Nr p o K q Q d l g l z l t l k l r L p/m p z p k v - bar dm 3 min - 1 bar -0,5 dm 3 min -1 dm 3 min -1 mm m m m m m m bar/m bar m bar m*s -1 11-C 0,354 80,00 47,60 47,60 27,6 3,20 - - - 3,20 0,0105 0,034 0,388 1,33 11-C 0,388 47,60 36,4 3,10 - - - 3,10 0,0027 0,008 0,396 0,76 11-C 0,396 47,60 41,9 1,10-4,88-5,98 0,0014 0,008 0,404 0,58
P C =0,456 bar Q C-D = Q BC + Q C11 = 553,71 l/min, Wydatek już się zmienia, liczymy tylko stratę ciśnienia uwzględniając długość, trójniki, wysokość, stratę na zaworze. p = 1,65 bar Q = 553,71 dm 3 min -1 dm 3 min -1 bar - K = 430,64 0,5 Ciśnie Numer nie odcinka pocz. Stała Przepływ na odcinku Długość odcinka Długości zast. kolan ko Ciśnienie końcowe Zawór Trójnik Zwężka Wydatek Tryskacza Średnica przewodu Długość ekw. Straty jedn. Straty cisnie nia Wysokość geometr. Prędkość przepływu Nr p o K q Q d l g l z l t l k l r L p/m p z p k v - bar dm 3 min - 1 bar -0,5 dm 3 min -1 dm 3 min -1 mm m m m m m m bar/m bar m bar m*s -1 C-D 0,456 553,71 80,8 150,00 2,37 152,37 0,0053 0,802 1,258 1,80 D-E 1,26 553,71 80,8 3,00 7,49-2,37-12,86 0,0053 0,068 3,00 1,630 1,80 E- Pompa 1,63 553,71 80,8 2,00 - - 2,37-4,37 0,0053 0,023 1,653 1,80
Numer Ciśnie nie Wydajno Średnic ść Przepływ a Długość Długości zast. Długo ść Straty Straty Wysoko Ciśnieni ść e Prędkość Uwagi począt tryskacz na przewo zawó trójnikolankzwężk ekwiw jednost cisnie geomet końcow odcinka k. towość a odcinku du odcinka r k o a al. k. nia r. e przepływu Nr p o K q Q d l g l z l t l k l r L p/m p z p k v - dm 3 min - - bar 1 bar -0,5 dm 3 min -1 dm 3 min -1 mm m m m m m m bar/m bar m bar m*s -1-1-2 0,354 80,00 47,60 47,60 27,6 3,20 - - - 3,20 0,0105 0,034 0,388 1,33 2-3 0,388 80,00 49,81 97,41 36,4 3,10 - - - 3,10 0,0103 0,032 0,419 1,56 3-A 0,419 80,00 51,81 149,22 41,9 1,10 - - - 1,10 0,0114 0,013 0,432 1,80 4-5 0,350 80,00 47,33 47,33 36,0 2,80 - - - 2,80 0,0029 0,008 0,358 0,77 5-A 0,358 80,00 47,87 95,20 36,0 1,70-1,70 0,0104 0,018 0,376 1,56 A-B 0,432 251,31 80,8 2,80-2,44 1,22-6,46 0,0012 0,008 0,440 0,82 B-B1 0,432 251,31 80,8 - - 4,88 - - 4,88 0,0012 0,006 0,438 0,82 B-C 0,440 503,18 80,8 3,60 - - 3,60 0,0044 0,016 0,456 1,64 11-C 0,354 80,00 47,60 47,60 27,6 3,20 - - - 3,20 0,0105 0,034 0,388 1,33 11-C 0,388 47,60 36,4 3,10 - - - 3,10 0,0027 0,008 0,396 0,76 11-C 0,396 47,60 41,9 1,10-4,88-5,98 0,0014 0,008 0,404 0,58 152,3 C-D 0,456 553,71 80,8 150,00 2,37 7 0,0053 0,802 1,258 1,80 D-E 1,26 553,71 80,8 3,00 7,49-2,37-12,86 0,0053 0,068 3,00 1,630 1,80 E- Pompa 1,63 553,71 80,8 2,00 - - 2,37-4,37 0,0053 0,023 1,653 1,80 Przelo- KA- 1= 227,0 KB69 Qrzecz = 379,7= 251,9 KA- Qrzecz 4= 155,3= 102,1 KC- Qrzecz 11= 74,9 = 50,5 p = 1,65 bar Q = 553,71 dm 3 min -1 K = 430,636 6 dm 3 min - 1 bar -0,5 36
Podstawy obliczeo hydraulicznych Wynik obliczeń: p, Q i K dla powierzchni najbardziej niekorzystnej hydraulicznie p, Q i K dla powierzchni najbardziej korzystnej hydraulicznie Tabele z obliczeniami umieścić w załączniku projektu. 37
HydraCAD SprinkCAD SpriCAD 38
Armatura Armatura odcinająca: Wszystkie zawory odcinające, które mogą przerwać zasilanie tryskaczy wodą powinny: zamykać się zgodnie z kierunkiem ruchu wskazówek zegara; mieć wskaźnik jednoznacznie określający, czy zawór jest w pozycji otwarcia, czy zamknięcia; być zabezpieczone we właściwej pozycji za pomocą paska i kłódki lub zabezpieczone w inny równoważny sposób. Zawory odcinające (PN EN: nie mogą być) instalowane za stanowiskiem kontrolnoalarmowym, należy elektrycznie monitorować. 39
Armatura Zawory odwadniające Zawory odwadniające należy zainstalować, aby umożliwić odwodnienie przewodów rurowych w następujących miejscach: bezpośrednio za stanowiskiem kontrolno-alarmowym lub za jego zaworem odcinającym, o ile został zainstalowany; na każdym przewodzie rurowym, którego nie można odwodnić za pomocą innych zaworów odwadniających, z wyjątkiem przewodów opadowych zasilających pojedyncze tryskacze w sekcjach tryskaczowych wodnych. 40
Armatura Zawory kontrolne Zawory próbne alarmu Należy zainstalować zawory próbne o średnicy 15 mm, służące do badania: - alarmowania za pomocą hydraulicznych urządzeń alarmowych oraz wszystkich - elektrycznych alarmowych łączników ciśnieniowych 41
Armatura Zawory kontrolne Uruchamiania pomp Należy zainstalować zawory próbne o średnicy 15 mm, służące do badania wszystkich urządzeń rozruchowych pomp; 42
Armatura Zawory próbne instalowane w najbardziej odległych punktach Do przewodu rozdzielczego lub rozprowadzającego, w najbardziej odległym hydraulicznie punkcie, należy przyłączyć urządzenie próbne, składające się z zaworu próbnego z przynależną armaturą i przewodami rurowymi, zapewniające przepływ odpowiadający natężeniu przepływu przez jeden tryskacz. 43
Armatura 44
Armatura Przyłącza płuczące Przyłącza do przepłukiwania, z na stałe zainstalowanymi zaworami lub bez nich, powinny być montowane na bocznych przewodach rozdzielczych sekcji tryskaczowych. 45
Przewody rurowe Materiał: stal (czarna lub ocynkowana, miedź) Sposób łączenia rur: Gwinty, rowki, spawanie 46
Łączniki przewodów rurowych
Połączenia elementów hydraulicznych Obejmy nawiertne
Przewody rurowe W przypadku sekcji tryskaczowych powietrznych przewody rozprowadzające powinny mieć spadek w kierunku przewodów rozdzielczych, wynoszący minimum 0,4 %, a przewody rozdzielcze powinny mieć spadek w kierunku odpowiedniego zaworu odwadniającego, wynoszący co najmniej 0,2 %. 49
Mocowania rurociągów Uchwyty przewodów rurowych powinny być mocowane bezpośrednio do budynku.
Mocowania rurociągów Odległość ostatniego tryskacza od uchwytu nie powinna być większa niż: 0,9 m w przypadku przewodów o średnicy 25 mm; 1,2 m - w przypadku przewodów o średnicy większej niż 25 mm.
Mocowania rurociągów Przewody rurowe o średnicy większej niż 50 mm nie mogą być mocowane do blach falistych lub płyt gazobetonowych.
Odległości między uchwytami Odległość między uchwytami na ogół powinna wynosić nie więcej niż 4 m dla przewodów rurowych stalowych. 53
Następne zajęcia I. Postęp projektu 4. Opis techniczny instalacji tryskaczowej 4.4. Podstawowe parametry hydrauliczne 4.6. Opis rurociągów, połączeń i aramtury połączenia rur, przyłącza do przepłukiwania, zawory odwadniające, zawory kontrolne, spadki, w instalacjach powietrznych pojemność rurociągów 4.7. Opis uchwytów do rurociągów rodzaj uchwytów, sposób mocowania, odległości między uchwytami 4.9. Obliczenia hydrauliczne obliczyć parametry sieci wydatek i ciśnienie dla najbardziej korzystnej i najmniej korzystnej powierzchni działania; wyniki w tabelach obliczeń 54
Następne zajęcia I. Postęp projektu cd., Rysunki, Rys 2 połączyć tryskacze rurociągami, nanieść średnice rurociągów, poprowadzić piony, również odwodnienie jeśli konieczne, zaznaczyć miejsca przejścia przez stropy; zaznaczyć powierzchnie działania; rozmieścić mocowania rurociągów; schemat mocowania uchwytu do konstrukcji; umiejscowienie i wielkość wszystkich zaworów dodatkowych, dodatkowych zaworów odcinających i zaworów odwadniających; umiejscowienie zaworów próbnych; legendę objaśniającą znaczenie użytych symboli. 55
Następne zajęcia I. Postęp projektu cd., Rysunki, Rys 3 Aksonometria dla obu powierzchni działania w odniesieniu do każdego tryskacza znajdującego się w obrębie powierzchni działania: punkt węzłowy (obliczeniowy) odnoszący się do tryskacza lub odnośny numer; nominalny współczynnik wypływu K (patrz EN 12259-1); natężenie przepływu przez tryskacz, w litrach na minutę; ciśnienie na wlocie tryskacza lub zespołu tryskacza, w bar; 56
Następne zajęcia I. Postęp projektu cd., Rysunki, Rys 3 w odniesieniu do każdego istotnego hydraulicznie przewodu rurowego: punkt węzłowy (obliczeniowy) odnoszący się do przewodu rurowego lub inny numer identyfikacyjny; średnica nominalna otworu, w milimetrach; natężenie przepływu, w litrach na minutę; prędkość przepływu, w metrach na sekundę; długość, w metrach; liczby, rodzaje i długości zastępcze dla kształtek i podzespołów; zmiana ciśnienia statycznego, wynikająca z różnicy wysokości wzniesienia, w metrach; ciśnienia na wlocie i wylocie, w bar; straty ciśnienia wynikłe z tarcia hydraulicznego, w bar; oznaczenie kierunku przepływu. 57
Następne zajęcia II. Zakres testu Zasilanie wodą; Wybór zasilania wodą; Pompy; Alarmy i urządzenia alarmowe; Monitorowanie urządzeń tryskaczowych. 58
Hydrauliczne kryteria projektowe Tryskacze w poziomach pośrednich foto. Jacek Świetnicki foto. Jacek Świetnicki 59
Kryteria projektowe dotyczące tryskaczy zainstalowanych przy dachu lub stropie, w przypadku gdy zainstalowane zostały tryskacze w regałach Sposób ST 4 Skład. na regałach przy użyciu palet ST5 i ST6 Półki pełne lub listwowe Maksymalna dopuszczalna wysokość składowania ponad najwyżej położonym poziomem ochrony tryskaczowej w regale Kategoria Kategoria Kategoria Kategoria Projektowa intensywność zraszania Powierzch nia działania (wodne) mm/min I II III IV 3,5 3,4 2,2 1,6 7,5 2,6 2,0 10,0 3,2 2,3 12,5 3,5 2,7 15,0 260 3,5 3,4 2,2 1,6 7,5 2,6 2,0 10,0 3,2 2,3 12,5 260 2,7 15,0 60
Hydrauliczne kryteria projektowe Poziomy pośrednie tryskaczy Do obliczeń hydraulicznych należy przyjąć, że na każdym poziomie, przyjmując maksimum trzy poziomy, zadziałają równocześnie trzy tryskacze usytuowane w najbardziej hydraulicznie oddalonych miejscach. Jeżeli szerokość przejścia między regałami >2,4 m, to 1 regał. Jeżeli szerokość przejścia < 2,4 m, lecz > 1,2 m, to 2 regały. Jeżeli szerokość przejścia < 1,2 m to należy uwzględnić 3 regały. Minimalne ciśnienie na wlocie każdego tryskacza, który zadziałał, wynosi 2,0 bar. 61
Hydrauliczne kryteria projektowe Instalacja podstropowa HHS Sposób składowania ST1 Składowanie wolno stojące lub składowanie w zwartych stosach Maksymalna dopuszczalna wysokość składowania m Kat. I Kat. II Kat. III Kat. IV 5,3 6,5 7,6 4,1 5,0 5,9 6,7 7,5 2,9 3,5 4,1 4,7 5,2 5,7 6,3 6,7 7,2 1,6 2,0 2,3 2,7 3,0 3,3 3,6 3,8 4,1 4,4 Projektowa intensywność zraszania mm/min 7,5 10,0 12,5 15,0 17,5 20,0 22,5 25,0 27,5 30,0 Powierz chnia działani a m 2 260 300 62
Hydrauliczne kryteria projektowe Instalacja podstropowa Sposób składowania ST3, ST5 i ST6 Maksymalna dopuszczalna wysokość składowania m Kat. I Kat. II Kat. III Kat. IV 4,7 5,7 3,4 4,2 5,0 2,2 2,6 3,2 1,6 2,0 2,3 2,7 3,0 Projektowa intensywność zraszania mm/min 7,5 10,0 12,5 15,0 17,5 Powierz chnia działani a m 2 260 63