Curs 5 ICPI Sprinklere_2014 Dimensionare

Conf.dr.ing. Daniela TEODORESCU 1

INSTALATII PENTRU STINGEREA INCENDIILOR

Conf.dr.ing. Daniela TEODORESCUFACULTATEA DE INSTALATII

Curs 4


Etape de dimensionare pentru instalatiile automate cu sprinklere

Obtinerea datelor privind gradul de rezistenta la foc, densitatea sarcinii termice, categoria de pericol de incendiu etc (din scenariul de securitate la foc, memoriu arhitect, aplicate in NP086)

Determinarea clasei de risc (SR 12845/2009) Stabilirea intensitatii de stingere [mm/min; l/s m2] Stabilirea tipului de sprinkler [k80, k115 etc] Stabilirea ariei de calcul aferente unui sprinkler,

in functie de clasa de risc (9/12/21 mp)


Etape de dimensionare pentru instalatiile automate cu sprinklere

Stabilirea presiunii necesare la sprinkler, astfel incat I stropire


Etapa 1 (DTAC) Estimarea debitului de calcul- NU E VALOAREA DEFINITIVA !!!!!! Se determina nr de sprinklere in actiune simultana: Nspk = As/Ac in care As aria de declansare simultana Ac aria de calcul pentru un sprinkler, din SR12845 Se stabileste PRESIUNEA MINIMA LA SPRINKLERE din

conditia I stropire I stingere

I stropire = Q1spk/Ac, I stingere din norme Valoarea p obtinuta se rotunjeste

Se determina debitul unui sprinkler, cu valoarea p determinanta anterior

Se estimeaza debitul de calcul al instalatiei Qc = Nspk x Q 1 spk x k

K coeficient de neuniformitate, k = 1,10 1,15

pKQ spk =1


si Materiale combustibile ce ard sau seciide producie n care s-a produs incendiul [l/sm2] [l/sm] pulv[l/sm2]

pri [l/sm2]

Acoperiuri mari combustibile 0,13-0,15 0,65-0,75 0,13-0,15 0,07

Anvelope din cauciuc 0,2 1,1 0,15 0,1

Baza metalic neizolat a unor coloane sau vase tehnologice - - - 0,08

Benzi rulante - - - 0,17

Bumbac afnat 0,08 - 0,03 0,015

Cabluri electrice cu izolaia combustibil 0,25 - 0,2 0,1

Carbolit 0,06 -

Cri pe rafturi din lemn 0,04 - 0,03 -

Celuloz afnat 0,05 - 0,04 - -

1,2 -

0,6 l/sm - 0,6 - -

Cherestea n stive cu spaii intermediare ntre acestea:

- pn la 10m

- pn la 25m

- pn la 40m - 0,2 - - Cldiri de producie avnd gradul III, IV sau V de rezisten la foc 0,06-0,2 0,4-0,5 0,13 0,07

Corpul avioanelor 0,3 - 0,2 0,1

Diverse materiale n exteriorul carcasei navelor 0,2 - 0,18 0,1

Diverse materiale n interiorul carcasei navelor 0,11 - 0,8 0,05

Deeuri de mase plastice 0,2 - 0,1 0,05 Elemente orizontale combustibile sau materiale protejate prin proiect cu instalaii fixe de stingere

- - - 3,015,05,02,0

Garaje 0,1 - 0,05 0,03

Intensitatea de stingere, P118-2/2013

Valoare obligatorie


Intensitatea de stingere sau densitatea de calcul SR EN 12845 valoare recomandata


Intensitatea de stropire sau densitate de calcul, sprinklere recomandate (k factor nominal) SR 12845


Configuratie retele sprinklere


Pozitia sprinklerelor fata de grinzi


Configuratie retele sprinklere


Configuratii admise SR 12845


Configuratii admise SR 12845, P118-2/2013


Schema izometrica


Stabilirea ariei de declansare simultana

STAS 1478-90

NP086-2005 > As=200 mp



SR EN 12845-2009


Stabilirea ariei de declansare simultanaNumrul n de sprinklere care funcioneaz simultan (din numrul total N de sprinklere

montate n instalaie) amplasate n aria de declanare As dintr-un compartiment de incendiu al cldirii, se determin cu relaia:

(2.53)

ps

AAn =


Debitul de calcul al conductelor

a. debite de calcul pentru dimensionarea conductelor Debitul de calcul necesar dimensionrii conductelor, Qis, se determin considernd

funcionarea simultan a sprinklerelor amplasate n aria A, de declanare a sprinklerelor dintr-un compartiment de incendiu al cldirii, cu relaia:

[l/s] (2.54)

n care:

n este numrul sprinklerelor prevzute s funcioneze simultan montate n aria de declanare As determinat cu relaia (2.53);

qisj debitul specific pentru un sprinkler determinat cu relaia (2.50).

=

=n

jisjis qQ

1


Metode de dimensionare dimensionarea conductelor i calculul pierderilor totale de

sarcin.La calculul hidraulic de dimensionare a conductelor instalaiei cu

sprinklere se ine seama de urmtoarele particulariti: pentru a determina debitul la fiecare sprinkler se va calcula, n

prealabil, presiunea disponibil la sprinklerul respectiv; debitul sprinklerului montat pe o conduct (ramur) a reelei, n

situaia cea mai favorabil (cel mai apropiat de punctul de intrare a apei n conducta respectiv), nu va depi cu 15% debitul sprinklerului din situaia cea mai defavorabil;

n cazurile n care echilibrarea hidraulic a reelei nu se poate realiza numai prin dimensionarea la vitezele maxime admise ale apei, se prevd diafragme pe ramurile cu presiune n exces.


Metode de dimensionare Dimensionarea conductelor instalaiei cu sprinklere n

condiiile artate mai sus se poate efectua ntr-unul din urmtoarele moduri: prin adoptarea unui diametru constant al ramurii pe care

se monteaz sprinklerele, folosind rezistenele hidraulice unitare;

prin adoptarea unui diametru telescopic al ramurii pe care se monteaz sprinklerele;

folosind o pierdere de sarcin liniar specific medie, im, n mmH2O/m, pentru ramura care se dimensioneaz;

realiznd acelai debit la fiecare sprinkler prin diafragmarea racordurilor acestora.


Metode de dimensionare dimensionarea conductelor i calculul pierderilor totale de

sarcin.La calculul hidraulic de dimensionare a conductelor instalaiei cu

sprinklere se ine seama de urmtoarele particulariti: pentru a determina debitul la fiecare sprinkler se va calcula, n

prealabil, presiunea disponibil la sprinklerul respectiv; debitul sprinklerului montat pe o conduct (ramur) a reelei, n

situaia cea mai favorabil (cel mai apropiat de punctul de intrare a apei n conducta respectiv), nu va depi cu 15% debitul sprinklerului din situaia cea mai defavorabil;

n cazurile n care echilibrarea hidraulic a reelei nu se poate realiza numai prin dimensionarea la vitezele maxime admise ale apei, se prevd diafragme pe ramurile cu presiune n exces.


Metode de dimensionare Dimensionarea conductelor instalaiei cu sprinklere n

condiiile artate mai sus se poate efectua ntr-unul din urmtoarele moduri: prin adoptarea unui diametru constant al

ramurii pe care se monteaz sprinklerele, folosind rezistenele hidraulice unitare; (RO)

prin adoptarea unui diametru telescopic al ramurii pe care se monteaz sprinklerele; (EU)

folosind o pierdere de sarcin liniar specific medie, im, n mmH2O/m, pentru ramura care se dimensioneaz;

realiznd acelai debit la fiecare sprinkler prin diafragmarea racordurilor acestora.


Se detaliaza si se aplica in proiect metoda SR12845, cu ramuri telescopice


Debitul de calcul al conductelor

a. debite de calcul pentru dimensionarea conductelor Debitul de calcul necesar dimensionrii conductelor, Qis, se determin considernd

funcionarea simultan a sprinklerelor amplasate n aria A, de declanare a sprinklerelor dintr-un compartiment de incendiu al cldirii, cu relaia:

[l/s] (2.54)

n care:

n este numrul sprinklerelor prevzute s funcioneze simultan montate n aria de declanare As determinat cu relaia (2.53);

qisj debitul specific pentru un sprinkler determinat cu relaia (2.50).

=

=n

jisjis qQ

1


Etape de calcul

Realizarea schemei de calcul pentru aria de declansare simultana

Numerotarea tronsoanelor de calcul Realizarea calculului de dimensionare pentru

ramura principala Realizarea calculului de dimensionare pentru

ramurile secundare


Schema de calcul


Etape dimensionare

Se considera presiunea pentru primul sprinkler, p1 [bar, mH2O]

Se determina debitul pentru primul sprinkler,

Q1 = k sqrt(p) [l/min, l/s] se calculeaza pierderi de sarcina

pentru tronsonul 1.1,

Cine e lambda?

hri = il = ld v

g

2

2 = 8

106 2 5g d d 5

lq2

hr1.1 = (il +hrloc)1.1


Coeficientul lui Darcy

Re = vd

Calculul lui lambda Darcy (Moody) - :

v viteza D diametrul conductei (interior) - coeficient de viscozitate cinematica, la o

temperatura de K = rugozitate absoluta, k = 0,15 mm k/D = rugozitate relativa

= 0,0055 [1 + (20.000 kd

+ 106

Re)1/3]

10C, = 1,3110-6 m2/s

2340 < Re < 107


Pierderi de sarcina in conducte (Hazen Williams) varianta SR 12845


Calculul lungimii echivalente


Determinarea debitelor sprinklerelor

Debitul pentru al doilea sprinkler

Debitul pentru al treilea sprinkler, etc11.11.11.11.112 );( , qqqfhhHaq rr ==+=

2.11.13

2.12.1

21.12.1

11.1

)(

rrii

r

hhHaq

qfhqqq

qq

++==

+==

q a H h h hi i r r r4 1 1 1 2 1 3= + + +. . .

q a H h hi i r r6 1 1 1 5= + + +. ....


Tabel celule de calcul

Nr. tronson

sau sprinkler qsp qc l d dint v k/d Re i

l/s l/s m mm mm m/s [-] [-] [-] mH2O/m1 2 3 4 6 7 8 9 10 11 12

hri hri hrl hrl hri+hrl Hu Hg HnecmH2O mH2O mH2O mH2O mH2O mH2O m m13 14 15 16 17 18 19 20 21


Tabel de calculNr.

tronson sau

sprinkler qsp qc l d dint v k/d Re i hri hri hrl hrl hri+hrl Hu Hg Hnec hel/s l/s m mm mm m/s [-] [-] [-] mH2O/m mH2O mH2O mH2O mH2O mH2O mH2O m m m

1 2 3 4 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 18

Aria de declansare A1

= 1.3E-06 m2/sRamura 1 dreapta k= 0.00015 m

1 1.11386 71.1 1.1139 2.60 32 0.0360 1.09 0.00417 30211 0.03236 0.14263 0.37084 0.37084 2.8 0.17084 0.17084 0.54168 7 7.54168 2 1.15616

1.2 2.27 2.65 40 0.0419 1.65 0.00358 52899 0.03019 0.263797 0.69906 1.0699 0.5 0.069048 0.23989 1.30979 7 8.30979 3 1.2136

1.3 3.4836 2.40 50 0.0531 1.57 0.00282 64057 0.02839 0.161854 0.38845 1.45835 0.5 0.063043 0.30293 1.76128 7 8.76128 4 1.24614

1.4 4.7298 2.30 50 0.0531 2.14 0.00282 86971 0.02795 0.281458 0.64735 2.1057 0.8 0.185939 0.48887 2.59457 7 9.59457 5 1.30405

1.5 6.0338 0.90 65 0.0689 1.62 0.00218 85508 0.02645 0.046112 0.0415 2.1472 2.3 0.306912 0.79578 2.94299 7 9.94299 dq= 14.5846 %

1'-2' 9.9488 2.50 100 0.1053 1.14 0.00142 0.0242 0.038225 0.09556 2.24277 1.3 0.086447 0.88223 3.125 7 10.125 Colector


Diametre nominale, exterioare, interioare

STAS 7656Dn Dext gros. Perete dint

1 10 17.2 2.3 12.62 15 21.3 2.6 16.13 20 26.9 2.6 21.74 25 33.7 3.2 27.35 32 42.4 3.2 366 40 48.3 3.2 41.97 50 60.3 3.6 53.18 65 76.1 3.6 68.99 80 88.9 4 80.910 100 114.3 4.5 105.311 125 139.7 5 129.712 150 165.1 5 155.1


Echilibrarea ramurilor

Se considera H presiunea la cel mai dezavantajat sprinkler

Se calculeaza ramura in functie de necunoscuta H Se determina H din conditia de echilibrare Se reface calculul pentru ramura Se continua cu calculul tronsoanelor principale (a

colectorului) Calculul se realizeaza pentru aria de declansare simultana Debitul rezultat este cel final pt gospodaria de incendiu Pentru echilibrarea hidraulica a retelei de sprinklere, se

aplica macrourile Goal Seek sau Solver din EXCEL!!!


Calculul instalatiei de stingere a incendiilor cu sprinklere Alegerea intensitatii de stingere Alegerea tipului de sprinklere (k, p) Amplasarea sprinklerelor pe planuri Verificarea intensitatii de stropire Determinarea ariei de declansare simultana Stabilirea zonei de calcul Determinarea debitului de calcul al instalatiei Dimensionarea retelei Echipamente de control si semnalizare Gospodaria de incendiu


Timp de operare al sprinklerelor

SR 12845 LH 30 min; OH 60 min; HHP 90 min; HHS 90 min.

STAS 1478/90 60 min Volumul de apa pentru sprinklere este

intangibil: Vspk = Qc,spk x (intre 30-90_ min


Gospodaria de apa statia de pompare

Camera echipamentelor de alimentare cu ap Camera echipamentelor de alimentare cu ap, ca de

exemplu pompe, hidrofoare i rezervoare gravitaionale, nu trebuie amplasate n cldiri sau anexe ale acestora n care au loc procese tehnologice periculoase sau exist pericol de explozie.

Sursele de ap, robinetele de oprire, supapa de control i semnalizare trebuie montate astfel nct s fie uor accesibile chiar i ntr-o situaie de incendiu. Toate aceste componente ale surselor de ap trebuie montate astfel nct s fie ferite de intemperii i s fie protejate mpotriva ngheului.

Protecie la nghe Postul de control i conducta de alimentare trebuie

meninute la o temperatur de minimum 4C.


Accesorii obligatorii Aparate de ncercare a instalaiei

Instalaiile sprinkler trebuie permanent monitorizate cu ajutorul dispozitivelor de msurare a presiunii i debitului

La supapa de control i semnalizare Un dispozitiv de msurare a debitului trebuie montat la

fiecare supap de control i Semnalizare; Un robinet de ncercare a debitului suplimentar, dac

caracteristica de pierdere de debit nu este specificat, montat pe supap, n aval de robinetul de oprire principal, pentru a obine informaii despre presiunea de alimentare.

Este recomandat ca robinetele de ncercare ale debitului i reeaua de canalizare s aib un diametru nominal de 40 mm pentru instalaiile de clas LH i de 50 mm pentru celelalte instalaii.

Curs 5 ICPI Sprinklere_2014 Dimensionare

Documents

Transcript of Curs 5 ICPI Sprinklere_2014 Dimensionare