Методика расчета параметров подачи огнетушащих веществ с установкой пожарных автомобилей на водоисточник

Эффективность тушения пожара существенно возрастает при возможности установки пожарных автомобилей на водоисточник, так как при этом может быть обеспечена непрерывная работа водяных стволов в течение длительного времени. Для выбора тактики пожаротушения в этом случае важнейшими параметрами являются возможное предельное расстояния по подаче огнетушащих веществ и продолжительность работы водяных стволов от водоисточников с ограниченным запасом воды.

Предельное расстояние по подаче огнетушащих веществ N_p^пр (в количестве рукавов магистральных рукавных линий от пожарного автомобиля, установленного на водоисточник, до разветвления, расположенного у места пожара) определяют по формуле:

N_p^пр = (Н_Н – (Н_p ± Z_M ± Z_CT) / (S_P · Q_МЛ ²) , (шт.), (2.1)

где Н_Н – напор на насосе пожарного автомобиля (м вод. ст.), (выбирают

из табл. П1 – П3);

Н_p – напор у разветвления магистральной линии (м вод. ст.);

Z_M – высота подъема (+) или спуска (–) местности, (м);

Z_CT – высота подъема (+) или спуска (–) приборов тушения пожара,

(м);

S_P – коэффициент сопротивления пожарного рукава в магистральной

рукавной линии (выбирают из табл. П10);

Q_МЛ – количество (расход) огнетушащих веществ (ОТВ), проходящих

по пожарному рукаву в наиболее загруженной магистральной

рукавной линии, (л/с), (выбирают из табл. П11);

Напор у разветвления Н_p принимают на 10 м вод. ст. больше, чем

у прибора тушения пожара:

Н_p = Н_ств + 10 , (м) ; (2.2)

Н_ств – напор у прибора тушения пожара, м. вод. ст. (м),

(выбирают из табл. П6, П7).

Количество ОТВ Q_МЛ, проходящих по пожарному рукаву, не может превышать значения его полной пропускной способности Q_ПР :

Q_МЛ < Q_{ПР .} (2.3)

Полная пропускная способность пожарных рукавов различного диаметра приведена в табл. П11.

Полученное предельное количество рукавов по подаче ОТВ сравнивают с расстоянием от места пожара до водоисточника (в рукавах), запасом рукавов для магистральных линий, находящихся на ПА, и с учетом этого определяют схему развертывания и взаимодействие прибывающих подразделений, принимают меры для привлечения дополнительных сил и средств.

Определение продолжительности работы водяных стволов от водоемов с ограниченным запасом воды производят по формуле (1.1), подставляя в ней вместо V_ц сумму

V_ц + 0,9 · V_в , (2.4)

где V_в – емкость водоема, л;

0,9 – коэффициент, учитывающий условия работы по забору воды

из водоема.

Продолжительность работы приборов подачи пены зависит от запаса пенообразователя в заправочной емкости пожарного автомобиля или доставленного на место пожара другими техническими средствами. Определение продолжительности работы приборов подачи пены производится по формулам (1.3) или (1.4). При этом в формуле (1.4) полагают SN_p ·V_p = 0, т.к. весь водный раствор пенообразователя будет вытеснен из рукавов и примет участие в формировании ВМП (пенообразователь расходуется полностью, так как объем воды при установке пожарных автомобилей на водоисточник является избыточным по сравнению с объемом пенообразователя).

Определение возможной площади тушения пожара, объема воздушно-механической пены, возможного объема тушения пожара воздушно-механической пеной производится по формулам, аналогичным (1.2), (1.5), (1.6), (1.7).

3. Методика расчета параметров подачи огнетушащих веществ из удаленных водоисточников

Удаленными считают водоисточники, расположенные от места пожара на расстоянии более 300 м, так как большинство эксплуатируемых автоцистерн не могут обеспечить подачу воды на тушение вывозимым количеством пожарных рукавов, а также обеспечить при таком удалении требуемый для тушения пожара напор на приборах подачи огнетушащих веществ своими штатными насосами.

В таких условиях необходимое количество воды на тушение пожара подается способами её перекачки или подвоза к месту пожара.

3.1. Расчет параметров подачи воды в перекачку

Рациональным расстоянием для перекачки воды считается такое, при котором развертывание обеспечивается в сроки, когда к моменту подачи огнетушащих веществ пожар не принимает интенсивного развития. Это зависит от многих условий, и, в первую очередь, от тактических возможностей гарнизона пожарной охраны. При наличии в гарнизоне только одного рукавного автомобиля рациональное расстояние для организации подачи воды в перекачку считают расстояние, не превышающее 2 км, при наличии двух рукавных автомобилей – 3 км. При отсутствии в гарнизонах рукавных автомобилей перекачку целесообразно осуществлять при расстояниях до водоисточников не более 1 км. В других случаях организуют подвоз воды автоцистернами.

Перекачка воды для тушения пожара может осуществляться следующими основными способами:

– из насоса ПА в насос ПА;

– из насоса ПА в цистерну ПА;

– через промежуточную емкость.

Перекачка осуществляется как по одной, так и по двум рукавным линиям. Для устойчивой работы систем перекачки необходимо на водоисточник устанавливать ПА с наиболее мощным насосом.

Подпор в конце магистральной рукавной линии при перекачке должен быть: из насоса в насос – не менее 10 м вод. ст.; из насоса в цистерну – не менее 3,5…4 м вод. ст.; через промежуточную емкость – не менее 2 м вод. ст.

Возможные расстояния и необходимое количество пожарных автомобилей при подаче воды к месту пожара в перекачку определяют следующим образом.

Расчет предельного количества напорных пожарных рукавов в магистральной линии от головного пожарного автомобиля до места пожара (места установки разветвления) N_гол производят по формуле:

N_гол = (Н_Н – (Н_p ± Z^Г_M ± Z_CT) / (S^г_P · Q^г_МЛ ²) , (шт.), (3.1)

где Н_Н – напор на насосе головного пожарного автомобиля (м вод. ст.),

(выбирают из табл. П1 – П4);

Н_p – напор у разветвления магистральной линии (м вод. ст.);

Z^Г_M – высота подъема (+) или спуска (–) местности от головного ПА до

места пожара (места установки разветвления), (м);

Z_CT – высота подъема (+) или спуска (–) приборов тушения пожара,

(м);

S^г_P – коэффициент сопротивления пожарного рукава в магистральной

рукавной линии от головного ПА (выбирают из табл. П10);

Q^г_МЛ – количество (расход) ОТВ, проходящих по пожарному рукаву

в наиболее загруженной магистральной рукавной линии от

головного ПА, (л/с), (выбирают из табл. П11);

Напор у разветвления Н_p принимают на 10 м вод. ст. больше, чем у прибора тушения пожара:

Н_p = Н_ств + 10 , (м) ;

Н_ств – напор у прибора тушения пожара, м. вод. ст. (м),

(выбирают из табл. П6, П7).

Длину ступени перекачки в рукавах N_р^ст(предельное расстояние в рукавах между пожарными автомобилями) определяют по формуле:

N_р^ст= (Н_Н^ст – (Н_вх^ст ± Z^ст_M) / (S^ст_P · Q^ст_МЛ ²) , (шт.), (3.2)

где Н_Н^ст – напор на насосе пожарного автомобиля в ступени перекачки

(м вод. ст.), (выбирают из табл. П1 – П4);

Н_вх^ст – напор в конце магистральной линии ступени перекачки

(подпор), (м вод. ст.);

Z^ст_M – высота подъема (+) или спуска (–) местности на протяжении

ступени перекачки, (м);

S^ст_P – коэффициент сопротивления пожарного рукава

в магистральной рукавной линии ступени перекачки,

(выбирают из табл. П10);

Q^ст_МЛ – количество (расход) ОТВ, проходящих по пожарному рукаву

в наиболее загруженной магистральной рукавной линии между

ПА в ступени перекачки, (л/с), (выбирают из табл. П11).

Общее количество рукавов в магистральной линии N_р^об (от водоисточника до места установки разветвления головного автомобиля) с учетом рельефа местности определяют по формуле:

N_р^об= 1,2 · L / 20 , (шт.), (3.3)

где L – расстояние от места пожара (места установки разветвления)

до водоисточника, (м);

20 – длина стандартного рукава, (м);

1,2 – коэффициент, учитывающий неровности местности.

Число ступеней перекачки N_ст определяют по формуле:

N_ст = (N_р^об – N_гол ) / N_р^ст , (шт.) . (3.4)

Требуемое количество пожарных автомобилей N_ПА определяют по формуле:

N_ПА = N_ст + 1, (шт.) . (3.5)

Фактическое расстояние от головного автомобиля до места установки разветвления N_гол^ф (в рукавах) с учетом количества рукавов в ступени перекачки определяют по формуле:

N_гол ^ф = N_р^об – N_ст · N_р^ст , (шт.) . (3.6)

Полученные значения числа рукавов при вычислении по формулам (3.1) – (3.3) округляют до целого числа в меньшую сторону.

При определении числа ступеней перекачки по формуле 3.4 округление производят в большую сторону.

3.2. Расчет параметров подачи воды подвозом

При решении тактических задач по тушению пожаров необходимо при­нимать во внимание возможные масштабы и длительность пожара, рас­стояние до водоисточников и их характеристики, скорость сосредоточения пожарных автомо­билей, возможное время прокладки рукавных линий и другие ситуационные особенности располагаемых сил и средств пожаротушения. Например, если застройка сгораемая, а водоисточники находятся на значительном расстоянии, то время, затраченное на прокладку рукавных линий, будет слишком большим, а пожар скоротечным. В таком случае рациональнее подвозить воду автоцистернами с возможной параллельной организацией перекачки.

Подвоз воды организуется при удалении водоисточника на расстоянии более 2 км. Подвоз воды осуществляется пожарными и хозяйственными автоцистернами.

При организации подвоза воды необходимо:

– рассчитать и сосредоточить у места пожара требуемое количество автоцистерн с необходимым резервом;

– создать у водоисточника пункт заправки автоцистерн;

– создать у места пожара пункт расхода воды;

– обеспечить бесперебойность подвоза воды и подачи ее на ликвидацию пожара.

На пункте заправки могут быть организованы:

– самостоятельный забор воды пожарной автоцистерной из открытого водоисточника, от гидранта через пожарную колонку или от пожарного крана;

– заправка емкости автоцистерн пожарной мотопомпой или пожарным автомобилем (автоцистерной, насосным или насосно-рукавным автомобилем, пожарной насосной станцией);

– заправка автоцистерн с помощью гидроэлеватора.

На пункте расхода воды подача ОТВ на тушение пожара может осуществляться либо непосредственно из прибывающей автоцистерны (при недостаточном количестве автоцистерн), либо из стационарно установленной автоцистерны или промежуточной емкости, непрерывная заправка которых производится автоцистернами, прибывающими от места заправки к месту пожара.

Необходимое количество пожарных автоцистерн N_АЦ примерно одинакового объема (различие в емкостях цистерн должно составлять не более 20 %) для подвоза воды к месту пожара с учетом бесперебойной работы приборов тушения определяют по формуле:

N_АЦ = (t_сл^Г + t_сл^П + t_зап) / t_расх + 1 , (шт.), (3.7)

где t_сл^Г – время следования груженой (заправленной) автоцистерны от

водоисточника к месту пожара, (мин.);

t_сл^П – время следования порожней (пустой) автоцистерны от места

пожара к водоисточнику, (мин.);

t_зап – время заправки автоцистерны водой, (мин.);

t_расх – время расхода воды из автоцистерны на месте пожара, (мин.).

При одинаковых скоростях движения заправленной и порожней автоцистерн (t_сл^Г = t_сл^П = t_сл ) формула (3.7) будет иметь вид:

N_АЦ = (2 · t_сл + t_зап) / t_расх + 1 , (шт.), (3.8)

Время следования автоцистерны t_сл^Г(П) определяют по формуле:

t_сл^Г(П) =L · 60 / υ_дв ^Г(П) , (мин.), (3.9)

где L – расстояние от места пожара до водоисточника, (км);

υ_дв ^Г(П) – скорость движения автоцистерны, (км/ч), (выбирают из табл.

П1 – П3).

Время заправки автоцистерны t_зап определяют по формуле:

t_зап = V_ц / (Q_н · 60) , (мин.), (3.10)

где V_ц – объем цистерны, (л), (выбирают из табл. П1 – П3);

Q_н – средняя подача (расход) воды насосом, которым заправляют

автоцистерны, (л/с), (выбирают из табл. П1 – П3), или расход

воды из пожарной колонки, установленной на гидрант, (л/с),

(выбирают из табл. П12).

Время расхода воды t_расх из автоцистерны на месте пожара определяют по формуле:

t_расх =V_ц / (Q_вых · 60) , (мин.), (3.11)

где Q_вых = S (N_пп · q_пп^вода), (л/с), (3.12)

N_пп – число приборов подачи ОТВ (водяных стволов, СВП, ГПС);

q_пп^вода – расход воды из приборов подачи ОТВ , (л/с), (выбирают из

табл. П6, П7).

Для обеспечения бесперебойной подачи воды к месту пожара при организации подвоза цистернами примерно одинакового объема (при различии в емкостях цистерн не более 20 %) необходимо выполнение условия:

t_зап ≤ t_расх . (3.13)

Представленные методики расчета параметров подачи огнетушащих веществ при различных тактических схемах расстановки пожарных автомобилей необходимы не только при выполнении расчетно-графической работы по дисциплине «Пожарная техника», но также для решения ряда пожарно-тактических задач и разработке курсового проекта по дисциплине «Пожарная тактика», выполнения отдельных разделов дипломного проекта по специальности 280104 (280705.65) «Пожарная безопасность».