Instalatii interioare de combatere a incendiilor cu hidranti

INSTALATII INTERIOARE DE COMBATERE A INCENDIILOR CU HIDRANTI

1 Generalitati

Utilizarea apei pentru combaterea incendiilor se justifica prin aceea ca, sub forma de jet sau pulverizata in picaturi fine, in contact cu focul, apa absoarbe o mare cantitate de caldura si raceste corpurile care ard.

Dupa felul armaturilor de serviciu cu care sunt echipate, instalatiile de distributie a apei pentru combaterea incendiilor pot fi: cu hidranti interiori, cu sprinklere, cu drencere sau cu pulverizatoare.

La stabilirea tipurilor si numarului dispozitivelor de alimentare cu apa pentru combaterea incendiilor ce urmeaza sa fie montate in interiorul cladirii se tine seama de conditiile privind incadrarea cladirilor, instalatiilor tehnologice si a materialelor, in normele legale de prevedere si stingere a incendiilor.

Retelele de conducte de alimentare cu apa pentru combaterea incendiilor pot fi separate sau comune cu retelele de alimentare cu apa potabila sau industriala.

In cazul de fata s-au adoptat retele de conducte de alimentare cu apa pentru combaterea incendiilor, separate de retelele de alimentare cu apa potabila.

Stabilirea tipurilor de instalatii de alimentare cu apa pentru combaterea incendiilor, ce urmeaza a fi montate in cladiri depinde de: destinatia cladirii, marimea cladirii, numarul de persoane, gradul de rezistenta la foc si categoria de pericole de incendiu a cladirii, importanta

cladirii sau bunurilor si materialelor adapostite in cladiri, precum si de alti factori tehnici sau economici.

Hidrantul interior pentru cladiri este un robinet de colt, cu ventil, prevazut la intrare cu filet exterior pentru racordarea la o teava de otel cu diametrul de 2", iar la iesire cu filet exterior pentru insurubarea unui racord fix la care se racordeaza furtunul cu teava de refulare, care serveste la formarea, dirijarea si imprastierea jetului de apa asupra obiectului incendiat.

Hidrantul interior impreuna cu echipamentul de serviciu (furtunul si teava de refulare) se monteaza intr-o cutie metalica amplasata pe perete, in nisa sau in firida, la inaltimea de 1,35 - 1,50 m de la pardoseala. Cutia metalica e prevazuta cu geam mat, pe care se noteaza cu vopsea rosie numarul hidrantului, pentru a putea fi controlat in timpul exploatarii instalatiei sau identificat rapid in caz de incendiu.

Figura 1 Hidrant interior de incendiu.

Legenda figura .1

1- Robinet cu ventil tip coltar (f = 2");

Teu cu filet ;

3- Roata de manevra;

4- Racord mobil;

5- Furtun L=20 m;

6- Teava de refulare;

7- Ajutajul tevii de refulare (f = 14, 16, 18, 20 mm);

8- Nisa sau cutie metalica aparenta.

2. Amplasarea hidrantilor interiori

Hidrantii interiori de incendiu se monteaza in locuri ferite de inghet, vizibile si usor accesibile.

Hidrantii interiori de incendiu se amplaseaza la intrarile din cladire, pe casa scarii, holuri, coridoare si alte incaperi cu conditia ca, deservirea lor in caz de incendiu, sa nu impiedice evacuarea persoanelor aflate in pericol.

Amplasarea si numarul hidrantilor interiori de incendiu se stabilesc in functie de urmatorii factori:

a)   numarul de jeturi ce trebuie sa atinga fiecare punct din interiorul cladirii (numarul de jeturi in functiune simultana);

b)   raza de actiune a hidrantilor;

c)   caracteristicile constructive ale cladirii;

d)   amplasarea mobilierului, a materialelor si a utilajelor in cladire.

a)   Numarul de jeturi ce trebuie sa atinga fiecare punct din interiorul cladirii se stabileste in functie de destinatia cladirii, volumul construit si numarul de persoane. Astfel, pentru blocul de locuinte considerat a rezultat un numar de un jet ce trebuie sa atinga fiecare punct al cladirii conform STAS 1478-1990

b) Raza de actiune a hidrantilor este determinata de lungimea furtunului si de lungimea jetului de apa, conform relatiei :

= [m] (1)

unde: R - raza de actiune a hidrantilor [m];

L_f - lungimea proiectiei orizontale a furtunului [m];

L_j - lungimea proiectiei orizontale a jetului de apa [m].

Lungimea proiectiei orizontale a furtunului (L_f) se considera de 20 m, din care se scade o lungime de 2,5-3 m, datorita sinuozitatilor in plan vertical si orizontal.

Lungimea proiectiei orizontale a jetului de apa (L_j) se stabileste cu relatia :

= [m] (2)

unde: L_c - lungimea minima a jetului compact [m];

h - inaltimea incaperii [m];

1,25 - distanta de la pardoseala la nivelul tevii de refulare [m].

Lungimea minima a jetului compact (L_c) se considera ca, in functie de destinatia cladirilor, variaza intre 6-9 m. Astfel, pentru un centru medical se considera o lungime minima a jetului compact (L_c) de 6 m

Inaltimea incaperilor pentru centru medical considerat este de 2,74 m.

Astfel:

T L_j = 5,81 m.

T R = 25,81m.

c) Caracteristicile constructive ale cladirii constituie un alt factor care trebuie avut in vedere la stabilirea locului de amplasare a hidrantilor interiori de incendiu. Astfel, trebuie sa se tina cont de dimensiunile incaperii, pozitia peretilor, a golurilor din acestia, a usilor si a cailor de evacuare.In cazul de fata s-a ales amplasarea hidrantilor pe casa scarii la fiecare nivel al cladirii.

d) Amplasarea mobilierului, materialelor si utilajelor trebuie sa se faca tinand cont de zona de interventie a fiecarui hidrant.

Figura 2 Raza de actiune a hidrantului interior

Legenda la figura 2

R - Raza de actiune a hidrantului interior;

L_f - Lungimea proiectiei orizontale a furtunului;

L_j - Lungimea proiectiei orizontale a jetului;

L_c - Lungimea jetului compact;

h - Inaltimea incaperii;

1,25 - Distanta de la pardoseala la nivelul tevii de refulare.

3 Calculul hidraulic al instalatiei de hidranti interiori

Metodologia calcului de dimensionare a conductelor instalatiei cu hidranti interiori cuprinde:

- verificarea incadrarii cladirii in prevederile normativelor actuale privind dotarea cu hidranti interiori pentru incendiu;

- stabilirea numarului de jeturi in functiune simultana si necesitatea atingerii fiecarui punct combustibil al cladirii de unul sau doua jeturi; stabilirea debitului specific al jetului si a debitului de calculul; stabilirea jetului compact, lungimea furtunului si distantele de siguranta conform;

- amplasarea hidrantilor interiori pentru incendiu pe planurile cladirii;

- stabilirea tipului retelei de alimentare cu apa a hidrantilor interiori (comuna cu consumul menajer sau industrial, sau separata);

- intocmirea schemei izometrice de calcul al retelei de distributie a apei;

- stabilirea debitelor de calcul pentru toate tronsoanele retelei de distributie;

- dimensionarea conductelor;

- determinarea pierderilor totale de sarcina;

- determinarea sarcinii hidrodinamice necesare H_nec pentru alimentarea cu apa a instalatiei de hidranti interiori pentru incendiu.

Calculul hidraulic se executa pentru hidrantul cel mai dezavantajat din punct de vedere hidraulic.

In cazul centrelor medicale pentru un volum V< 25000 m³, rezulta necesitatea ca fiecare punct combustibil al cladirii sa fie atins de un jet, cu o lungime a jetului compact L_c = 6 m si un debit de calcul Q_ih = 2,5 l/s.

In functie de lungimea jetului compact L_c, se alege un tip de teava de refulare cu diametrul orificiului ajutajului final d = 16 mm, cu o presiune disponibila la ajutajul tevii H_ih = 8,4 m H₂O si un debit specific q_ih = 2,5 l/s.

Hidrantii interiori de incendiu se doteaza cu furtun cu o lungime de 20 m.

Zona teoretica de actiune a unui hidrant interior este un cerc, avand raza egala cu raza de actiune a hidrantului.

Amplasarea si numarul de hidranti se determina tinand cont de raza de actiune a hidrantului si de numarul de jeturi, ce trebuie sa atinga fiecare punct combustibil al cladirii.

Astfel, in cazul blocului de locuinte dat prin tema de proiectare, numarul de hidranti interiori este de 9 hidranti, cate unul pe fiecare nivel construit.

Reteaua de hidranti interiori se executa din otel zincat si este separata de reteaua de consum menajer.

Diametrul conductelor folosite in instalatia de hidranti interiori este de 2"(50 mm).

Viteza se determina cu ajutorul nomogramelor in functie de debitul de calcul Q [l/s] si diametrul conductei d [m].

Viteza maxima in instalatia de hidranti interiori este 3 m/s.

Astfel a rezultat ca viteza pe tronson este v = 1,2 m/s.

Din aceste nomograme se mai determina panta hidraulica sau pierderea de sarcina liniara unitara, aceasta fiind i = 40 mm H₂O/m.

Se va calcula sarcina hidrodinamica necesara H_nec, pentru alimentarea cu apa a instalatiei cu hidranti interiori conform relatiei :

= + [mm H₂O] (3)

unde:

H_nec - sarcina hidrodinamica necesara pentru alimentarea cu apa a instalatiei cu hidranti interiori. [mm H₂O];

H_g - inaltimea geodezica a hidrantului de incendiu amplasat la cota cea mai mare fata de un plan de referinta ; H_g = 26520 mm ;

= + [mm H₂O] (4)

unde:

H_i - presiunea necesara la ajutajul tevii de refulare [mm H₂O];

h_rf - suma pierderilor de sarcina pe furtun [mm H₂O].

Din calcul a rezultat H_nec=53671 [mm H₂O]

Calculul pierderii de sarcina liniara pe furtunul de racord al hidrantului h_rf se determina cu relatia :

= = [m H₂O] (5)

unde:

= - modulul de rezistenta hidraulic al furtunului;

A _f - rezistenta hidraulica unitara a furtunului;

l_f - lungimea furtunului;

Q - debitul de apa evacuat prin furtun;

Astfel pentru un debit de 2,5 l/s si un diametru ales al furtunului de 50 mm, rezulta o pierdere de sarcina liniara unitara de 100 mm H₂O/m.

Cunoscandu-se ca lungimea furtunului este de 20 m,

T = = mm H₂O = m H₂O

Calculul pierderilor totale de sarcina pe traseul retelei pana la punctul de alimentare se determina cu relatia :

= [mm H₂O] (6)

unde: h_rc - pierderile totale de sarcina liniare [m H₂O];

h_ri - pierderile de sarcina liniare [mm H₂O];

h_rl - pierderile de sarcina locale [mm H₂O].

Astfel a rezultat =18001,28 mm H₂O.

Pierderile de sarcina liniare apar in procesul disiparii energiei hidraulice prin frecare interna si depind de vascozitate si caracterul curgerii.

Pierderile de sarcina liniare se determina cu relatia :

= [mm H₂O] (7)

unde:

i - panta hidraulica sau pierderea de sarcina liniara unitara [mm H₂O/m]; se determina din nomograma;

l - lungimea tronsonului considerat [m];

Astfel a rezultat =16460 mm H₂O

Pierderile de sarcina locale apar in zonele in care curgerea uniforma este perturbata de anumite rezistente hidraulice locale (coturi, robinete, schimbari de directie, schimbari de sectiune).

Pierderile de sarcina locale se calculeaza cu relatia :

= [m H₂O] (8)

unde: x - coeficientul adimensional de pierdere de sarcina locala in rezistenta hidraulica locala;

v - viteza fluidului in aval de rezistenta hidraulica locala [m/s];

g - acceleratia gravitationala [m/s²].

Pierderile de sarcina locale se mai pot determina si din nomograma in functie de S x si v.

S x se va lua in functie de tipul rezistentei hidraulice locale considerate. Astfel, s-a calculat S x pentru tronsonul retelei, pentru cel mai dezavantajat hidrant:

In H: 1 robinet de colt cu ventil inclinat D_n 50 mm x= 2,2

T S x = 2,2

Pe tronsonul H: 2 coturi D_n 50 mm x= 1

2 teuri de trecere x= 0,5

T S x = 2*1+0,5*2=3

Astfel a rezultat =1541,28 m H₂O.

In desenul care urmeaza este reprezentat traseul instalatiei de hidranti.

Figura 3 Traseul instalatiei de hidranti

4 Prevederi normative specifice instalatiei de hidranti interiori

Echiparea cu hidranti de incendiu interiori a constructiilor, compartimentelor de incendiu si a spatiilor, potrivit scenariilor de siguranta la foc elaborate, se asigura dupa caz la:

a)   Constructiile inchise, din categoriile de importanta exceptionala si deosebita (A si B), incadrate conform legislatiei in vigoare indiferent de arie si numarul de niveluri;

b)   Constructiile publice, administrative si sociale, cu aria construita de cel putin 600 m² si mai mult de 4 niveluri;

c)   Cladiri inalte si foarte inalte, precum si constructiile cu sali aglomerate, indiferent de ariile de construire si numarul de niveluri;

d)   Constructii de productie sau depozitare din categoriile A, B sau C de pericol de incendiu, definite conform normelor in vigoare, cu arii construite de minimum 600 m², precum si depozite cu stive inalte (peste 4 m inaltime);

e)   Constructii sau spatii publice, administrative, sociale si de productie sau depozitare subterane, cu aria desfasurata mai mare de 600 m²;

f)    Parcaje sau garaje subterane pentru mai mult de 20 autoturisme si cele supraterane inchise cu mai mult de doua niveluri.

Nu se prevad hidranti de incendiu interiori atunci cand apa nu este indicata pentru stingere sau se asigura stingerea cu alte substante (gaze inerte, spuma, abur, etc.) precum si la constructiile parter la care se realizeaza interventia de la hidranti exteriori cu furtun de maxim 40 m lungime.

In functie de categoriile de pericol sau riscurile de incendiu, de combustibilitatea si valoarea constructiei si a bunurilor, investitorii pot stabili necesitatea echiparii si in alte cazuri.

In cazul cladirilor cu mai multe compartimente de incendiu, modul de echipare cu hidranti interiori se va stabili pentru fiecare compartiment in parte, iar gospodaria de apa se va dimensiona pentru compartimentul cel mai defavorabil.

Hidrantii interiori se pot monta aparent sau ingropat, marcandu-se corespunzator

Instalatiile se proiecteaza astfel incat sa se poata actiona imediat la izbucnirea incendiului. Se admite pornirea pompelor si robinetelor cu actionare electrica de la distanta, prin butoane.

Hidrantii interiori se amplaseaza in locuri vizibile si usor accesibile in caz de incendiu, in functie de raza lor de actiune si de necesitati: langa intrari in cladiri, in case de scari, in holuri sau in vestibuluri, pe coridoare, langa intrarea in incaperi si in interiorul acestora.

Robinetele hidrantilor se monteaza de la 1,35 m la 1,50 m de la pardoseala, iar cutiile lor vor fi protejate impotriva loviturilor. Cutiile hidrantilor se executa in conformitate cu prevederile normative.

Nisele hidrantilor nu trebuie sa strapunga peretii antifoc, pe cei care despart incaperi cu pericol de incendiu diferit sau care delimiteaza cai de evacuare. In cazul in care se monteaza in nisa, rezistenta la foc a peretelui trebuie sa ramana neschimbata.

Hidrantii interiori se echipeaza cu furtun tip C (f 50 mm) flexibil sau tip B (f 75 mm) flexibil, cu o lungime de maximum 20 m si, dupa necesitati, cu dispozitive de refulare a apei sub forma de jet compact, pulverizat sau mixt.   

Dispozitivele de refulare a apei pot fi:

tevi de refulare simple;

tevi simple prevazute cu ajutaj pulverizator;

tevi de refulare universale.

Tevile de refulare simple se vor utiliza acolo unde jetul compact nu produce pagube, dar este necesara forta de impact a jetului compact (ex. depozite comerciale, industriale, magazine universale etc.).

Tevile de refulare universale se vor utiliza in incinte industriale (hale, ateliere).

Tevile simple prevazute cu ajutaj pulverizator se vor utiliza in toate cladirile, cu exceptia celor indicate mai sus.Presiunea minima la teava de refulare - in cazul utilizarii dispozitivelor de pulverizare si a tevilor de refulare universale - va fi de minimum 2,5 bar.

Pe timp de noapte sau in locurile unde se desfasoara activitati la lumina artificiala, marcarea hidrantilor se va face prin iluminat de siguranta.

Instalatiile prevazute cu hidranti, amplasate in spatii cu pericol de inghet vor fi dotate cu armaturi de golire, dispuse in apropierea robinetului de sectionare.

Pentru intretinerea in bune conditii a instalatiilor de stingere a incendiilor cu hidranti interiori, la fiecare unitate se vor construi echipe de revizie care vor face verificari periodice pe baza unui plan stabilit, consemnand intr-un registru toate defectiunile si remedierile efectuate.

Este interzisa utilizarea in alte scopuri a instalatiilor, utilajelor, mijloacelor si materialelor pentru stingerea incendiilor.

Sursele si retelele de alimentare cu apa, pentru stingerea incendiilor, trebuie astfel intretinute si exploatate, incat sa fie ferite de inghet, iar reviziile si eventualele reparatii sa se poata face cu usurinta in cel mai scurt timp, fara a se scoate din functiune intreaga instalatie.

Pe conductele instalatiilor de stingere a incendiilor cu hidranti interiori nu se vor suspenda sau rezema diverse obiecte, materiale si dispozitive. De asemenea, in apropierea acestor instalatii nu se vor monta cabluri electrice.

Apa folosita pentru stingerea incendiilor trebuie sa fie complet lipsita de produse petroliere, sau alte produse combustibile.

Se vor intocmi instructiuni cu privire la modul de functionare, utilizare si intretinere a instalatiilor, aparatelor, materialelor, etc. pentru stingerea incendiilor. Ele vor fi cunoscute de personalul de intretinere a instalatiei si de catre membrii formatiilor civile de pompieri.

Echipamentul hidrantilor interiori trebuie sa fie corespunzator debitului si presiunii din instalatia respectiva.

Accesul la hidranti trebuie sa fie liber in permanenta, iar usile cutiilor hidrantilor trebuie sa se deschida cu usurinta.

Persoanele care lucreaza in sectiile prevazute cu hidranti interiori trebuie sa cunoasca pozitia si modul de folosire a acestora.

Hidrantii trebuie sa fie vopsiti si feriti de lovituri, iar pe timp friguros se vor proteja impotriva inghetului.

Instalatiile se proiecteaza astfel incat sa poata actiona imediat la izbucnirea incendiului. Pornirea pompelor (robinetelor cu actionare electrica), de la distanta, prin butoane, se admite numai in cazurile in care este exclusa posibilitatea deteriorarii butoanelor sau actionarea lor de catre persoane neautorizate.

Alimentarea cu apa a hidrantilor interiori nu se va executa prin retele de conducte realizate din mase plastice.