Организация бесперебойной подачи воды на боевые позиции.

Методика расчета потребного количества пожарных автомобилей для перекачки воды к месту тушения пожара.

Перекачку воды насосами пожарных машин применяют, если рас­стояние от водоисточника до места пожара велико (до 2 км), напор, развиваемый одним насосом, недостаточен для преодоления потерь напора в рукавных линиях и для создания рабочих пожарных струй.

Перекачка применяется также, если невозможен подъезд к водоисточнику для пожарных автомобилей (при крутых или обрывистых берегах, в заболоченных местах, при вымерзании пруда или реки у берегов и т.д.). Для этого способа перекачки применяют переносные технические устройства с уста­новленными на них насосами (переносные пожарные мотопомпы).

         Рис. 1. Схема подачи воды в перекачку

H_н = 90÷100 м – напор на насосе АЦ,

H_разв = 10 м – потери напора в разветвлении и рабочих рукавных линиях,

H_ст = 35÷40 м – напор перед стволом,

H_вх ≥ 10 м – напор на входе в насос следующей ступени перекачки,

Z_м – наибольшая высота подъема (+) или спуска (–) местности (м),

Z_ст – наибольшая высота подъема (+) или спуска (–) стволов (м),

S – сопротивление одного пожарного рукава,

Q – суммарный расход воды в одной из двух наиболее загруженной магистральной рукавной линии (л/с),

L – расстояние от водоисточника до места пожара (м),

N_рук – расстояние от водоисточника до места пожара в рукавах (шт.).

Пример . 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 1,5 км от места пожара, подъем местности равномерный и составляет 12 м. Определить количество автоцистерн АЦ−40(130) для перекачки воды на тушение пожара.

Решение:

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

2) Определяем предельное расстояние от места пожара до головного пожарного автомобиля в рукавах.

N_ГОЛ = [H_Н  − (Н_Р  ± Z_М ± Z_СТ )] / SQ² = [90 − (45 + 0 + 10)] / 0,015 · 10,5² = 21,1 = 21.

3) Определяем предельное расстояние между пожарными автомобилями, работающими в перекачку, в рукавах.

N_МР = [H_Н − (H_ВХ  ± Z_М )] / SQ² = [90 − (10 + 12)] / 0,015 · 10,5² = 41,1 = 41.

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

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

5) Определяем число ступеней перекачки

N_СТУП = (N_Р − N_ГОЛ ) / N_МР = (90 − 21) / 41 = 2 ступени

6) Определяем количество пожарных автомобилей для перекачки.

N_АЦ = N_СТУП  + 1 = 2 + 1 = 3 автоцистерны

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

N_{ГОЛ ф} = N_Р − N_СТУП · N_МР = 90 − 2 · 41 = 8 рукавов.

Следовательно, головной автомобиль можно приблизить к месту пожара.

Однако при Zм > 40 метров данный способ не совсем верный, подробнее можно прочитать в статье Расчет сил и средств для перекачки огнетушащих веществ к месту пожара на местности с подъемом

Методика расчета потребного количества пожарных автомобилей для подвоза воды к месту тушения пожара.

Если застройка сгораемая, а водоисточники находятся на очень боль­шом расстоянии, то время, затраченное на прокладку рукавных линий, будет слишком большим, а пожар скоротечным. В таком случае лучше подвозить воду автоцистернами с параллельной организацией перекачки. В каждом конкретном случае необходимо решать тактическую задачу, при­нимая во внимание возможные масштабы и длительность пожара, рас­стояние до водоисточников, скорость сосредоточения пожарных автомо­билей, рукавных автомобилей и другие особенности гарнизона.

Подвоз воды осуществляется при удалении водоисточника на расстоянии более 2 км или, если имеются сложности в заборе воды и отсутствии технических средств, позволяющих забрать воду в неблаго­приятных условиях.

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

1 – минимальное количество АЦ в резерве (может быть увеличено);

V_движ – средняя скорость движения АЦ (км/ч);

W_цис – объем воды в АЦ (л);

Q_п – средняя подача воды насосом, заправляющим АЦ, или расход воды из пожарной колонки, установленной на пожарный гидрант (л/с);

N_пр – число приборов подачи воды к месту тушения пожара (шт.);

Q_пр – общий расход воды из приборов подачи воды от АЦ (л/с).

         Рис. 2. Схема подачи воды способом подвоза пожарными автомобилями.

Подвоз воды должен быть бесперебойным.  Следует иметь в виду, что у водоисточников необходимо (в обязательном порядке) создавать пункт заправки автоцистерн водой.

Пример. Определить количество автоцистерн АЦ−40(130)63б для подвоза воды из пруда, расположенного в 2 км от места пожара, если для тушения необходимо подать три ствола Б с диаметром насадка 13 мм. Заправку автоцистерн осуществляют АЦ−40(130)63б, средняя скорость движения автоцистерн 30 км/ч.

Решение:

1. Определяем время следования АЦ к месту пожара или обратно.

t_СЛ  = L · 60 / V_ДВИЖ  = 2 · 60 / 30 = 4 мин.

2) Определяем время заправки автоцистерн.

 t_ЗАП  = V_Ц /Q_Н · 60 = 2350 / 40 · 60 = 1 мин.

3)Определяем время расхода воды на месте пожара.

t _РАСХ = V_Ц  / N_СТ · Q_СТ  · 60 = 2350 / 3 · 3,5 · 60 = 4 мин.

4) Определяем количество автоцистерн для подвоза воды к мусту пожара.

N_АЦ = [(2t_СЛ + t_ЗАП ) / t_РАСХ ]+ 1 = [(2 · 4 + 1) / 4] + 1 = 4 автоцистерны.

Методика расчета подачи воды к месту тушения пожара с помощью гидроэлеваторных систем.

При наличии заболоченных или густо заросших берегов, а так же при значительном расстоянии до поверхности воды (более 6,5-7 метров), превышающем глубину всасывания пожарного насоса (высокий крутой берег, колодцы и т.п.) необходимо применять для забора воды гидроэлеватор Г-600 и его модификации.

1) Определим требуемое количество воды V_СИСТ, необходимое для запуска гидроэлеваторной системы:

V_СИСТ = N_Р ·V_Р ·K ,  

N_Р = 1,2·(L + Z_Ф) / 20,

где    N_Р − число рукавов в гидроэлеваторной системе (шт.);

V_Р − объем одного рукава длиной 20 м (л);

K − коэффициент, зависящий от количества гидроэлеваторов в системе, работающей от одной пожарной машины (К = 2 – 1 Г-600, K =1,5 – 2 Г-600);

L – расстояние от АЦ до водоисточника (м);

Z_Ф – фактическая высота подъема воды (м).

Определив требуемое количество воды для запуска гидроэлеваторной системы, сравнивают полученный результат с запасом воды, находящимся в пожарной автоцистерне, и выявляют возможность запуска данной системы в работу.

2) Определим возможность совместной работы насоса АЦ с гидроэлеваторной системой.

И = Q_СИСТ / Q_Н ,

Q_СИСТ = N_Г (Q₁ + Q₂),

где     И — коэффициент использования насоса;

Q_СИСТ − расход воды гидроэлеваторной системой (л/с);

Q_Н − подача насоса пожарного автомобиля (л/с);

N_Г − число гидроэлеваторов в системе (шт.);

Q₁ = 9,1 л/с  − рабочий расход воды одного гидроэлеватора;

Q₂  = 10 л/с  − подача одного гидроэлеватора.

При И < 1 система будет работать, при  И = 0,65-0,7 будет наиболее устойчивая совместная работа гидроэлеваторной системы и насоса.

Следует иметь в виду, что при заборе воды с больших глубин (18-20м) необходимо создавать на насосе напор 100 м. В этих условиях рабочий расход воды в системах будет повышаться, а расход насоса — понижаться против нормального и может оказаться, что сумма рабочего и эжектируемого расходов превысит расход насоса. В этих условиях система работать не будет.

3) Определим условную высоту подъема воды Z_УСЛ для случая, когда длина рукавных линий ø77 мм превышает 30 м:

Z_УСЛ = Z_Ф + N_Р · h_Р  (м),  

где    N_Р − число рукавов (шт.);

h_Р − дополнительные потери напора в одном рукаве на участке линии свыше 30 м: h_Р = 7 м при Q = 10,5 л/с, h_Р = 4 м при Q = 7 л/с,h_Р = 2 м при Q = 3,5 л/с.

         Z_Ф — фактическая высота от уровня воды до оси насоса или горловины цистерны (м).

         4) Определим напор на насосе АЦ:

При заборе воды одним гидроэлеватором Г−600 и обеспечении работы определенного числа водяных стволов напор на насосе (если длина прорезиненных рукавов диаметром 77 мм до гидроэлеватора не превышает 30 м) определяют по табл. 1.

Определив условную высоту подъема воды, находим напор на насосе таким же образом по табл. 1.

5) Определим предельное расстояние L_ПР по подаче огнетушащих средств:

L_ПР = (Н_Н – (Н_Р ± Z_М ± Z_СТ) / SQ²) · 20  (м),

где H_Н − напор на насосе пожарного автомобиля, м;

Н_Р − напор у разветвления (принимается равным: Н_СТ +10) , м;

Z_М − высота подъема (+) или спуска (−) местности, м;

Z_СТ − высота подъема (+) или спуска (−) стволов, м;

S − сопротивление одного рукава магистральной линии

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

Таблица 1.

Определение напора на насосе при заборе воды гидроэлеватором Г−600 и работе стволов по соответствующим схемам подачи воды на тушение пожара.

6) Определим общее количество рукавов в выбранной схеме:

N_Р  = N_{Р .СИСТ} + N_МРЛ ,

где N_Р.СИСТ  − число рукавов гидроэлеваторной системы, шт;

  N_МРЛ − число рукавов магистральной рукавной линии, шт.

Пример. Для тушения пожара необходимо подать два ствола соответственно в первый и второй этажи жилого дома. Расстояние от места пожара до автоцистерны АЦ−40(130)63б, установленной на водоисточник, 240 м, подъем местности составляет 10 м. Подъезд автоцистерны до водоисточника возможен на расстояние 50 м, высота подъема воды составляет 10 м. Определить возможность забора воды автоцистерной и подачи ее к стволам на тушение пожара.

Решение:

1) Принимаем схему забора воды с помощью гидроэлеватора (см. рис. 3).

Рис. 3. Схема забора воды гидроэлеватором Г-600.

2) Определяем число рукавов, проложенных к гидроэлеватору Г−600 с учетом неровности местности.

N_Р = 1,2· (L + Z_Ф) / 20 = 1,2 · (50 + 10) / 20 = 3,6 = 4

Принимаем четыре рукава от АЦ до Г−600 и четыре рукава от Г−600 до АЦ.

3) Определяем количество воды, необходимое для запуска гидроэлеваторной системы.

V_СИСТ = N_Р ·V_Р ·K = 8· 90 · 2 = 1440 л < V_Ц = 2350 л

Следовательно воды для запуска гидроэлеваторной системы достаточно.

4) Определяем возможность совместной работы гидроэлеваторной системы и насоса автоцистерны.

И = Q_СИСТ / Q_Н = N_Г (Q₁ + Q₂) / Q_Н = 1·(9,1 + 10) / 40 = 0,47 < 1

Работа гидроэлеваторной системы и насоса автоцистерны будет устойчивой.

5) Определяем необходимый напор на насосе для забора воды из водоема с помощью гидроэлеватора Г−600.

Поскольку длина рукавов к Г−600 превышает 30 м, сначала определяем условную высоту подъема воды: Z_УСЛ = Z_Ф + N_Р · h_Р = 10 + 2 · 4 = 18 м.

По табл. 1. определяем, что напор на насосе при условной высоте подъема воды 18 м будет равен 80 м.

6) Определяем предельное расстояние по подаче воды автоцистерной к двум стволам Б.

L_ПР = (Н_Н – (Н_Р ± Z_М ± Z_СТ) / SQ²) · 20 = [80 − (46 +10 + 6) / 0,015 · 7² ] · 20 = 490 м.

Следовательно, насос автоцистерны будет обеспечивать работу стволов т.к. 490 м> 240 м.

7) Определяем необходимое количество пожарных рукавов.

N_Р  = N_{Р .СИСТ} + N_МРЛ = N_{Р .СИСТ}  + 1,2 L / 20 = 8  + 1,2 · 240 / 20 = 22 рукава.

К месту пожара необходимо доставить дополнительно 12 рукавов.