Проведение расчётов по подаче воды к месту пожара

Подача воды в перекачку

При недостатке воды на месте пожара возникает необходимость бесперебойной её подачи с удалённых водоисточников путем перекачки пожарными машинами или подвоза автоцистернами.

Рациональным расстоянием для перекачки воды считается такое, при котором боевое развертывание подразделений обеспечивается в сроки, когда к моменту подачи огнетушащих средств пожар не принимает интенсивного развития. Это зависит от многих условий, и в первую очередь от тактических возможностей гарнизона пожарной охраны. Так, при наличии в гарнизоне одного рукавного автомобиля рациональным расстоянием для организации подачи воды в перекачку можно считать до 2 км, а при наличии двух рукавных автомобилей – до 3 км. При отсутствии в гарнизонах рукавных автомобилей перекачку целесообразно осуществлять при расстояниях до водоисточников не более 1 км.

Для успешного осуществления действий, связанных с перекачкой воды, в гарнизонах пожарной охраны учитываются все участки с неудовлетворительным водоснабжением, удаленными водоисточниками и составляются документы предварительного планирования действий.

Перекачка воды на пожар осуществляется следующими основными способами:

· из насоса в насос;

· из насоса в цистерну пожарной машины;

· из насоса через промежуточную емкость.

В некоторых случаях используют сочетания этих способов в одной системе перекачки.

Для устойчивой работы систем перекачки воды необходимо соблюдать соответствующие условия. Например, на водоисточник следует установить наиболее мощный пожарный автомобиль с насосной установкой. При перекачке из насоса в насос на конце магистральной рукавной линии (при входе во всасывающую полость следующего насоса) необходимо поддерживать напор не менее 10 м, при перекачке из насоса в цистерну пожарной машины – не менее 3,5–4 м. Через промежуточную емкость воду подают, как правило, на излив с небольшим напором на конце линии (если емкость подземная) или с подпором, немного большим высоты емкости, если она наземная.

Важными условиями перекачки также являются: необходимость организации связи между водителями пожарных машин;

· синхронность работы насосов;

· поддержание напора на насосах, который обеспечивал бы длительность и устойчивость системы подачи воды;

· назначение наблюдателей за поступлением воды в автоцистерны и ее уровнем;

· создание резерва рукавов на линии перекачки из расчета один на 100 м; назначение постов на линии перекачки для контроля за работой насосно-рукавной системы.

Требуемое количество пожарных машин для перекачки воды устанавливают аналитически, по таблицам, графикам и экспонометрам (пожарно-техническим линейкам). В расчетах необходимо учитывать выбранный способ перекачки, тактико-техническую характеристику пожарной техники, наличие пожарных водоемов и других емкостей по трассе перекачки; число, тип и диаметр пожарных рукавов, рельеф местности. При этом расстояние от места пожара до водоисточника следует принимать не по местности, а по длине рукавной линии, проложенной по трассе перекачки, которая определяется по формуле (95). Ниже приведена последовательность аналитического метода расчета требуемого количества пожарных машин для перекачки воды.

Сначала определяют предельное расстояние до головной пожарной машины

N _гол=(Н_н-(Н_р± Z_м ±Z_ст))/ SQ² (97)

 

где:

N _гол – предельное расстояние от места пожара до головной пожарной машины в руказах, шт.;

Н_н – напор на насосе пожарной машины, м;

Z_м – высота подъема (+) или спуск (–) местности, м;

Z_ст – высота подъема (+) или спуск (–). пожарного ствола или другого прибора подачи огнетушащего средства на основе воды, м;

Н_р – напор у разветвления, равный Н_ст +10, м;

S – сопротивление одного рукава магистральной линии (см. табл. 72);

Q – суммарный расход из стволов, подсоединенных к одной наиболее нагруженной магистральной линии, л/с.

Если от головного автомобиля до ствола (ручного или лафетного) проложена рукавная линия одного диаметра, то в формуле (95) вместо напора у разветвления Н_р принимают напор у ствола Н_ст или другого прибора подачи, например у пенного ствола Н_свп или генератора Н_гпс.

Одним из условий перекачки является установка головного автомобиля ближе к месту пожара, поэтому по формуле (95) расстояние определяют в случаях, когда на пожар прибывает ограниченное количество пожарных машин.

После определения предельного расстояния до головной пожарной машины вычисляют расстояние между машинами, работающими в перекачку (длину ступени перекачки) в рукавах по формуле

N _м.р=(Н_н-(Н_вх± Z_м))/ SQ² (98)

 

где:

N_м.р – расстояние между машинами в системе перекачки в рукавах, шт.;

Н_и – напор на насосе, м.

Н_вх – напор на конце магистральной рукавной линии ступени перекачки (принимается в зависимости от способа перекачки), м;

Z_м – подъем или спуск местности, м.

Если подъем или спуск местности наблюдаются на участке головной пожарной машины, то при определении длины ступеней перекачки их не учитывают, а учитывают при определении расстояния до головного автомобиля. Если подъем или спуск отмечается на отдельных ступенях или на всей трассе перекачки, тогда его учитывают при определении длины ступеней или, исходя из конкретных условий, учитывают при нахождении всех предельных расстояний, чем создается определенный запас напора на насосах.

Далее определяют расстояние от водоисточника до места пожара в рукавах, используя формулу (95), а потом находят количество ступеней перекачки по формуле

N_ступ=(N_р – N_гол)/N_м.р (99)

 

где:

N_ступ – число ступеней перекачки, шт.;

N_р – расстояние от места пожара до водоисточника в рукавах, шт.;

N _гол – расстояние до головной пожарной машины от места пожара в рукавах, шт.;

N _м.р – расстояние между машинами, работающими вперекачку (ступенями), в рукавах, шт.

В заключение определяют общее количество пожарных машин для перекачки воды

N_м = N_ступ+1_р (100)

 

При установке головной пожарной машины у места пожара расстояние принимают, как правило, 20 м или фактически оставшееся после определения предельных расстояний между ступенями перекачки. При этом фактическое расстояние до головного автомобиля можно определить по формуле

N_г.ф = N_р – N_ступ N_м.р (101)

 

где:

N_г.ф – фактическое расстояние до головного автомобиля в рукавах, шт.

N_ступ – число ступеней перекачки, шт.

N_м.р – расстояние между машинами в системе перекачки в рукавах, шт.

 

Если расчет проводился для каждой ступени в отдельности, го число рукавов суммируют по всем ступеням перекачки.

Пример 1. Для тушения пожара необходимо подать три ствола Б с диаметром насадка 13 мм, максимальная высота подъема стволов 10 м. Ближайшим водоисточником является пруд, расположенный на расстоянии 1500 м от места пожара, подъем местности равномерный и составляет 12 м. На пожар прибыли АЦ-40(130)63А, два АН-40(130)64А и рукавный автомобиль АР-2, укомплектованный прорезиненными рукавами диаметром 77 мм.

Определить, достаточно ли пожарных машин для перекачки воды на тушение пожара.

Решение.

1. Принимаем способ перекачки из насоса в насос по одной магистральной линии.

2. Определяем предельное расстояние до головного пожарного автомобиля в рукавах

N _гол=(Н_н-(Н_р± Z_м ±Z_ст))/ SQ²= [90 – (50 + 0 + 10)]/ 0,015(11,1)²= 16,6 рукавов.

Число рукавов округляем до целого числа в меньшую сторону, т.е. 16.

3. Определяем предельное расстояние между машинами, работающими вперекачку, в рукавах

N _м.р=(Н_н-(Z_м +Н_вх))/ SQ² =(90-(12+10))/-0,015(11,1)²=37,8 рукавов

Принимаем 37 рукавов.

4. Определяем расстояние от водоисточника до пожара с учетом рельефа местности

N_р = 1.2L/20 = 1,2·1500/20 = 90 рукавов.

5. Определяем число ступеней перекачки

N_ступ=(N_р – N_гол)/N_м.р = (90 – 16)/37 = 2 ступени.

 

6. Определяем количество пожарных машин для подачи воды вперекачку

N_м = N_ступ +1=2+1=3 машины.

 

7. Определяем фактическое расстояние до головного пожарного автомобиля с учетом установки его ближе к месту пожара

N_г.ф = N_p – N_ступ N_м-р = 90 – 2·37 = 16 рукавов.

 

Следовательно, головной автомобиль приблизить к месту пожара нельзя, так как полученное расстояние совпадает с предельным.

В случаях, когда перекачку осуществляют по местности с равномерным уклоном или подъемом, требуемое количество машин для перекачки можно определить по формуле

N_м = [(Н_м.р.л ± Z_м)/(H_н – Н_вх)] + 1, (102)

где:

Н_м.р.л – потери напора в магистральной рукавной линии, м определяют по формуле (86);

Z_м – подъем или спуск местности, м;

Н_н – напор на насосах, м;

Н_вх – напор на конце магистральной рукавной линии ступени перекачки, м.

Для уменьшения времени в практических расчетах перекачки воды на пожар пользуются табличным методом определения предельных расстояний. Например, для определения предельных расстояний до головного автомобиля можно пользоваться таблицами 163–165 и рекомендациями, данными в разд. 10.3, а расстояние между машинами (ступенями перекачки) – по таблицам 166–168.

Таблица 166

Расстояние между насосами при перекачке воды по прорезиненным рукавам по схеме из насоса в насос

Число стволов, поданных от головного автомобиля, диаметр насадка

Схема подачи воды при перекачке

Диаметр рукава, мм

Напор на насосе, установленном на водоисточник, м

Число рукавов магистральной линии между насосами, шт.

б

Два Б – 13 мм

По одной рукавной линии

Три Б – 13 мм

По одной рукавной линии

По двум рукавным линиям

Два Б – 13 мм один А – 19 мм

По одной рукавной линии

По двум рукавным линиям

Четыре Б – 13 мм и один А – 19 мм

По одной рукавной линии

По двум рукавным линиям

Два А – 19 мм

По одной рукавной линии

По двум рукавным линиям

Два А – 25 мм

По одной рукавной линии

По двум рукавным линиям

Шесть Б – 13 мм

По одной рукавной линии

По двум рукавным линиям

Четыре Б – 13 два А – 19 мм

По двум рукавным линиям

Примечания:

1. Напор на входе в последующий насос при перекачке равен 10 м.

2. При определении расстояния между насосами, работающими вперекачку, подъем местности не учитывался.

3. Напор на насосе головного автомобиля определяют по таблице 163.

Таблица 167

Расстояние между насосами при перекачке воды по прорезиненным рукавам

по схеме из насоса в насос к лафетным стволам

Число лафетных стволов, диаметр насадка

Схема подачи воды по рукавным линиям

Диаметр рукава, мм

Напор на насосе, установленном на водоисточник, м

Число рукавов магистральной линии между насосами, шт.

Один – 25 мм

По одной рукавной линии

По двум рукавным линиям

Один – 28 мм

То же.

Один – 32 мм

По двум рукавным линиям

Два – 25 мм

То же

Один – 38 мм

От двух автонасосов по одной рукавной линии

Примечания:

1. Напор на входе в последующий насос при перекачке равен 10 м.

2. При определении расстояния между насосами подъем местности не учитывался.

3. Напор на насосе головного автомобиля определяют по таблице 164.

Таблица 168

Расстояние между ПНС-110 при перекачке воды по прорезиненным рукавам

диаметром 150 мм по схеме из насоса в насос к лафетным стволам

Число лафетных стволов, поданных от головной ПНС-110, диаметр насадка	Подача воды при перекачке	Напор на насосе, установленном на водоисточнике, м
Число рукавов магистральной линии между насосами
Два-	28 мм	По одной рукавной линии
Три–	25 мм
Четыре–	25 мм	По одной рукавной линии
Три-	28 мм	По одной рукавной линии
Два–	32 мм	По одной рукавной линии
Два–	38 мм	По одной рукавной линии
Два–	40 мм	По одной рукавной линии
Два–	38 мм	По двум рукавным линиям
Четыре–	28 мм	По двум рукавным линиям
Два–	40 мм	По двум рукавным линиям
Шесть-	25 мм	По двум рукавным линиям

Примечания:

1. Напор на входе в последующий насос ПНС-110 при перекачке равен 10 м.

2. При определении расстояния между ПНС-110, работающими вперекачку, подъем местности не учитывался.

3. Напор на насосе головной ПНС-110 определяют по таблице 165.

Пример 2. Для тушения пожара необходимо обеспечить работу двух стволов Б с диаметром насадка 13 мм и один А с диаметром насадка 19 мм. Максимальный подъем стволов на пожаре 10 м. Ближайший водоисточник – река на расстоянии 1200 м от места пожара, подъем местности равномерный и составляет 8 м. Определить число пожарных автонасосов АН-40(130)64А для перекачки воды, если они укомплектованы прорезиненными рукавами диаметром 77 мм.

Решение.

1. Принимаем способ перекачки из насоса в насос по одной магистральной линии.

2. Определяем предельное расстояние до головной пожарной машины от места пожара при обеспечении работы двух стволов Б и одного А. Максимальный рабочий напор на насосе принимаем равным 90 м, высота подъема стволов 10 м по условию. Следовательно, напор для преодоления сопротивления магистральной рукавной линии будет составлять

Н_м.р.л = 90 – 10 = 80 м.

По табл. 160 определяем, что при напоре на насосе 80 м предельное расстояние до головной пожарной машины составляет 12 рукавов.

3. Определяем предельное расстояние между машинами, работающими вперекачку. Напор на насосе 90 м, подъем местности 8 м по условию. Следовательно, для преодоления сопротивления в магистральной линии и создания напора на входе в последующий насос расходуется 82 м напора на насосе. По табл. 165 определяем, что при напоре на насосе 82 м предельное расстояние между автонасосами составит 21 рукав.

4. Определяем расстояние от реки до места пожара с учетом рельефа местности в рукавах

N_p = 1,2L/20 = 1,2·1200/20 = 72 рукава.

5. Определяем количество ступеней перекачки

N_ступ = (N_р –N_гол)/ N_м.р = 72 – 12/21 =2,8 ступени (3 ступени).

6. Определяем требуемое количество пожарных машин для перекачки воды

N_м = N_ступ + 1=3 + 1=4 машины.

7. Определяем фактическое расстояние до головной пожарной машины от места пожара с учетом ее приближения

N_г.ф = N_p – N_ступN_м._р = 72 – 3·21 =9 рукавов.

Следовательно, головной автонасос можно приблизить к месту пожара на расстояние 9 рукавов (180 м вместо первоначального 240 м). Расчет перекачки воды к лафетным стволам с помощью автонасосов и ПНС осуществляют аналогично.

При определении расстояния между машинами, работающими вперекачку, необходимо из рабочего напора вычесть потери напора на подъем местности и напор на входе в последующую пожарную машину.

Необходимо помнить, что если при одних и тех же расходах воду подавать по двум магистральным линиям, то расстояние между машинами, работающими вперекачку, увеличится в 4 раза [см. формулы (97) и (98)]. И наоборот, при подаче воды по двум магистральным линиям, не изменяя расстояния между машинами, расход воды на тушение пожара можно увеличить в 2 раза.

Подвоз воды автоцистернами

При организации подвоза воды пожарными и хозяйственными автоцистернами с привлечением их в порядке, установленном в гарнизоне, руководитель тушения пожара обязан: рассчитать и сосредоточить на месте пожара требуемое количество автоцистерн с необходимым резервом; создать у водоисточника пункт заправки автоцистерн, а у места осуществления боевых действий – пункт расхода воды, определив при этом рациональные варианты заправки и расхода огнетушащего средства; назначить ответственных лиц (руководителей) на организуемых пунктах; обеспечить бесперебойность подвоза воды и подачи ее на тушение пожара.

Количество автоцистерн для подвоза воды определяют с учетом бесперебойной работы приборов тушения на пожаре по формуле

N_ац = [(2τ_сл + τ_зап/τ_расх)] + 1, (103)

 

где:

N_ац – количество автоцистерн одинакового объема для подвоза воды, шт.;

τ_сл – время следования автоцистерны от места пожара к водоисточнику или наоборот, мин.;

τ_зап – время заправки автоцистерны водой, мин;

τ_расх – время расхода воды из автоцистерны на месте пожара, мин.

1 – минимальный резерв автоцистерн (исходя из конкретных обстоятельств на пожаре данный резерв может быть больше).

 

Время следования автоцистерны к водоисточнику или обратно определяют по формуле

τ_сл = L 60/ v _движ, (104)

 

где: L – расстояние от места пожара до водоисточника или обратно, км;

v _движ – средняя скорость движения автоцистерны, км/ч.

Время заправки автоцистерн зависит от способов заправки и определяется по формуле

τ_зап =V_ц/Q_н60 (105)

 

где: V_ц–объем цистерны, л;

Q_н – средняя подача воды насосом, которым заправляют автоцистерну или расход воды из пожарной колонки, установленной на гидрант, л/с.

Время расхода воды на месте пожара определяют по формуле

τ_расх = V_ц/N_прQ_пр60, (106)

 

где: N_пр – число приборов подачи, расходующих воду (водяных стволов, СВП, ГПС), Q_пр – расход воды из приборов подачи, расходующих воду, л/с.

Если на тушение подаются стволы с различными насадками, то расход определяется отдельно, а затем суммируют его.

Пример. Определить количество автоцистерн АЦ-40 (43202) 001-ПС для подвоза воды из пруда, расположенного в 2 км от места пожара, если для тушения необходимо подать три ствола Б с диаметром насадков 13 мм. Заправку автоцистерн осуществляют мотопомпой МП-800, средняя скорость движения автоцистерн 30 км/ч,

Решение.

1. τ_сл = L 60/ v _движ = 2·60/30 = 4 мин.

2. τ_зап =V_ц/Q_н= 2100/600 = 3,5 мин;

3. τ_расх = V_ц/N_прQ_пр6060 = 2100/3·3,7·60 = 3 мин;

4. N_aц = [(2 τ_сл + τ_зап / τ_расх]+1=(2·4+3,5)/3+1 = 5 автоцистерн.