Racionamiento del consumo de agua para extinguir incendios en rascacielos almacenes rack.
Racionamiento del consumo de agua para la extinción de incendios en almacenes de gran altura
Los valores de intensidad de riego se dan en SP 5.13130 [1] para todos los grupos de locales, incluidos los almacenes. Esto implica el uso de un aspersor AUP debajo del techo del edificio. Sin embargo, los valores aceptados de intensidad de riego según el grupo de locales, altura de almacenamiento y tipo de agente extintor, que figuran en la Tabla 5.2 SP 5.13130 [1], desafían la lógica. Por ejemplo, para el grupo de locales 5, con un aumento de la altura de almacenamiento de 1 a 4 m (por cada metro de altura) y de 4 a 5,5 m, la intensidad del riego con agua aumenta proporcionalmente en 0,08 l/(s m2).
Parecería que un enfoque similar para racionar el suministro de agente extintor para extinguir un incendio debería extenderse a otros grupos de locales y para extinguir un incendio con una solución de espuma, pero esto no se observa. Por ejemplo, para el grupo de locales 5, cuando se utiliza una solución de agente espumante a una altura de almacenamiento de hasta 4 m, la intensidad de riego aumenta en 0,04 l/(s m2) por cada 1 m de altura de almacenamiento en estanterías, y con un almacén altura de 4 a 5,5 m, la intensidad del riego aumenta 4 veces, es decir en 0,16 l/(s m2), y es 0,32 l/(s m2). Para el grupo de habitaciones 6, el aumento en la intensidad del riego con agua es de 0,16 l/(s m2) hasta 2 m, de 2 a 3 m – solo 0,08 l/(s m2), de 2 a 4 m – la intensidad no cambia, y cuando la altura de almacenamiento es superior a 45,5 m, la intensidad de riego cambia en 0,1 l/(s m2) y asciende a 0,50 l/(s m2). Al mismo tiempo, cuando se utiliza una solución de agente espumante, la intensidad del riego es de hasta 1 m – 0,08 l/(s m2), a partir de 12 m cambia en 0,12 l/(s m2), a partir de 23 m – 0,04 l /(s m2), y luego de más de 3 a 4 my de más de 4 a 5,5 m — en 0,08 l/(s m2) y es 0,40 l/(s m2).
En los almacenes de estanterías, la mercancía suele almacenarse en cajas. En este caso, al extinguir un incendio, los chorros de agente extintor no afectan directamente a la zona de combustión, por regla general (la excepción es un incendio en el nivel superior). Parte del agua dispersada por el aspersor se esparce sobre la superficie horizontal de las cajas y fluye hacia abajo, el resto, que no cae sobre las cajas, forma una cortina protectora vertical. Chorros parcialmente oblicuos entran en el espacio libre dentro de las estanterías y mojan los productos no embalados en cajas o la superficie lateral de las cajas. Por lo tanto, si para superficies abiertas la dependencia de la intensidad del riego del tipo de carga de fuego y su carga específica está fuera de toda duda, entonces durante la extinción de almacenes de estanterías esta dependencia no aparece tan notoriamente.
Sin embargo, si asumimos cierta proporcionalidad en el incremento de la intensidad del riego dependiendo de la altura del almacenamiento y la altura de la habitación, entonces es posible determinar la intensidad del riego no a través de valores discretos de la altura del almacenamiento y la habitación. altura, como se presenta en SP 5.13130 [1], pero a través de una función continua expresada por la ecuación
dónde
- idict – intensidad del riego con un aspersor dictador dependiendo de la altura de almacenamiento y la altura de la habitación, l/(s m2);
- i5.5 – intensidad de riego con un aspersor dictador a una altura de almacenamiento de 5,5 my una altura de habitación de no más de 10 m (según SP 5.13130 [1]), l/(s m2);
- w – coeficiente de variación de la altura de almacenamiento, l/(s m3);
- h– altura de almacenamiento de la carga de fuego, m;
- l – coeficiente de variación de la altura de la habitación.
Para los grupos de habitaciones 5, la intensidad de riego i5.5 es de 0,4 l/(s m2), y para los grupos de habitaciones 6 – 0,5 l/(s m2). Se supone que el coeficiente de variación de la altura de almacenamiento w para los grupos de locales 5 es un 20% menor que para los grupos de locales 6 (por analogía con SP 5.13130). El valor del coeficiente de variación de la altura de la habitación l se da en la Tabla 2.
Al realizar cálculos hidráulicos de la red de distribución de AUP, es necesario determinar la presión en el aspersor dictador en función de la intensidad de riego calculada o estándar (según SP 5.13130). La presión en el aspersor correspondiente a la intensidad de riego deseada sólo puede determinarse a partir de una familia de diagramas de riego. Pero los fabricantes de aspersores, por regla general, no proporcionan diagramas de riego. Por lo tanto, los diseñadores se sienten incómodos al decidir el valor de diseño de la presión en el aspersor dictador. Además, no está claro qué altura tomar como altura calculada para determinar la intensidad del riego: la distancia entre el aspersor y el suelo o entre el aspersor y el nivel superior de la carga de fuego. Tampoco está claro cómo determinar la intensidad del riego: en un área circular con un diámetro igual a la distancia entre los aspersores, o en toda el área regada por el aspersor, o teniendo en cuenta el riego mutuo por aspersores adyacentes.
Para la protección contra incendios de almacenes de estanterías de gran altura, ahora se están empezando a utilizar ampliamente los AUP de rociadores, cuyos rociadores se encuentran debajo de la cubierta del almacén. Esta solución técnica requiere un gran consumo de agua. Para estos fines, se utilizan rociadores especiales, tanto de producción nacional, por ejemplo, -17, -25, como extranjeros, por ejemplo, ESFR-17, ESFR-25, VK503, VK510 con un diámetro de salida de 17 o 25 mm. En estaciones de servicio [2] para rociadores, en folletos de rociadores ESFR de Tyco [3] y Viking [4], el parámetro principal es la presión en el rociador dependiendo de su tipo (-17, -25, ESFR-17, ESFR -25, VK503, VK510, etc.), en función del tipo de mercancía almacenada, altura de almacenamiento y altura del local. Este enfoque es conveniente para los diseñadores, porque elimina la necesidad de buscar información sobre la intensidad del riego.
Al mismo tiempo, ¿es posible, independientemente del diseño específico de rociadores, utilizar algún parámetro generalizado para evaluar la posibilidad de utilizar cualquier diseño de rociadores desarrollado en el futuro? Resulta que es posible si se utiliza como parámetro clave la presión o el caudal del aspersor dictador y, como parámetro adicional, la intensidad del riego en un área determinada a una altura de instalación de aspersor estándar y una presión estándar (según GOST R 51043 [5]). Por ejemplo, puede utilizar el valor de la intensidad de riego obtenido sin falta durante las pruebas de certificación de aspersores para fines especiales: el área en la que se determina la intensidad de riego es de 12 m2 para aspersores de uso general (diámetro ~ 4 m), para aspersores especiales — 9,6 m2 (diámetro ~ 3,5 m), altura de instalación de rociadores 2,5 m, presión 0,1 y 0,3 MPa. Además, en el pasaporte de cada tipo de aspersor deberá indicarse la información sobre la intensidad de riego de cada tipo de aspersor, obtenida durante las pruebas de certificación. Con los parámetros iniciales especificados para almacenes de estanterías de gran altura, la intensidad de riego no debe ser menor que la indicada en la Tabla 3.
La verdadera intensidad de riego de la AUP durante la interacción de aspersores adyacentes, dependiendo de su tipo y la distancia entre ellos, puede exceder la intensidad de riego del aspersor dictador entre 1,5 y 2,0 veces. En relación con los almacenes de gran altura (con una altura de almacenamiento superior a 5,5 m), se pueden tomar dos condiciones iniciales para calcular el valor estándar del caudal del rociador dictador:
- Con una altura de almacenamiento de 5,5 m y una altura de habitación de 6,5 m.
- Con una altura de almacenamiento de 12,2 m y una altura de habitación de 13,7 m.
El primer punto de referencia (mínimo) se establece con base en los datos SP 5.131301 sobre intensidad de riego y consumo total de agua de AUP. Para el grupo de habitaciones 6, la intensidad de riego es de al menos 0,5 l/(s m2) y el caudal total es de al menos 90 l/s. El consumo de un aspersor de uso general según la norma SP 5.13130 con esta intensidad de riego es de al menos 6,5 l/s.
El segundo punto de referencia (máximo) se establece en base a los datos proporcionados en la documentación técnica de rociadores [2] y ESFR [3]. Con caudales aproximadamente iguales de los rociadores -17, ESFR-17, VK503 y -25, ESFR-25, VK510 para características de almacén idénticas -17, ESFR-17, VK503 requieren una presión más alta. Según [2-4], para todos los tipos de ESFR (excepto ESFR-25), con una altura de almacenamiento superior a 10,7 m y una altura de habitación superior a 12,2 m, se requiere un nivel adicional de rociadores dentro de los racks. lo que requiere un consumo adicional de agente extintor de incendios. Por tanto, es aconsejable centrarse en los parámetros hidráulicos de los aspersores -25, ESFR-25, VK510.
Para grupos de locales 5 y 6 (según SP 5.13130 [1]) para almacenes de estanterías de gran altura, se propone calcular la ecuación para calcular el caudal del rociador de agua AUP mediante la fórmula
dónde
- qdict – caudal del rociador dictador dependiendo de la altura de almacenamiento y la altura de la habitación, l/s;
- q5.5 – caudal del rociador dictador a una altura de almacenamiento de 5,5 m y la altura de la habitación no más de 6,5 m, l/c;
- ? – coeficiente de variación de la altura de almacenamiento, l/(s·m3);
- h – altura de almacenamiento, m;
- ? – coeficiente de variación de la altura de la habitación, m-1;
- H – altura de la habitación, m.
Con una altura de almacenamiento de 12,2 m y una altura de la habitación de 13,7 m, la presión en el rociador dictador ESFR-25 no debe ser inferior a: según NFPA-13 [6] 0,28 MPa, según FM 8-9 [7] y FM 2-2 [8] 0,34 MPa. Por lo tanto, tomamos el caudal del rociador dictador para el grupo de habitaciones 6 teniendo en cuenta la presión según FM, es decir 0,34 MPa:
donde
- qESFR – caudal del aspersor ESFR-25, l/s;
- KRF – coeficiente de rendimiento en dimensiones según GOST R 51043 [5], l/(s m columna de agua 0,5);
- КISO – coeficiente de rendimiento en dimensiones según ISO 6182-7 [10], l/(min bar0,5) ;
- p – presión en el aspersor, MPa.
El caudal del rociador dictador para el grupo de habitaciones 5 se toma de la misma manera según la fórmula (2), teniendo en cuenta la presión según NFPA, es decir 0,28 MPa – el caudal es de 10 l/s. Para los grupos de habitaciones 5, se supone que el caudal del rociador dictador es q5,5 = 5,3 l/s, y para los grupos de habitaciones 6 – q5,5 = 6,5 l/s. El valor del coeficiente de variación de la altura del almacenamiento se da en la Tabla 4. El valor del coeficiente de variación de la altura de la habitación b se da en la Tabla 5.
Las relaciones de presiones dadas en [2, 3] con el caudal calculado a estas presiones para los rociadores ESFR-25 y -25 se presentan en la Tabla 6. El cálculo del caudal para los grupos 5 y 6 se realizó de acuerdo con la fórmula (3). . Como se desprende de la Tabla 7, los caudales del rociador dictador para los grupos de habitaciones 5 y 6, calculados utilizando la fórmula (3), se corresponden bastante bien con los caudales de los rociadores ESFR-25, calculados utilizando la fórmula (2). Con una precisión bastante satisfactoria, podemos considerar que la diferencia en el caudal entre los grupos de habitaciones 6 y 5 es igual a ~ (1,1-1,2) l/s.
Así, los parámetros iniciales de los documentos reglamentarios para determinar el consumo total de AUP en relación a almacenes de estanterías de gran altura en los que se colocan rociadores debajo de la cubierta pueden ser:
- intensidad del riego;
- presión en el aspersor dictador;
- caudal del aspersor dictador.
El más aceptable, en nuestra opinión, es el caudal del rociador que dicta, conveniente para los diseñadores e independiente de un tipo específico de rociador. Es aconsejable introducir el uso del “caudal de aspersión que dicta” como parámetro dominante en todos los documentos reglamentarios en los que la intensidad del riego se utiliza como parámetro hidráulico principal.
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L. Meshman, Ph.D., investigador principal,
V. Bylinkin, Ph.D., investigador principal,
R. Gubin,investigador principal,
E. Romanova, investigadora