ZÁSOBOVÁNÍ HASIVY ZÁSOBOVÁNÍ VODOU

Fakulta bezpečnostního inženýrství VŠB–TUO

ZÁSOBOVÁNÍ HASIVY ZÁSOBOVÁNÍ VODOU Vodovodní přípojky pro tunelové stavby doc. Ing. Šárka Kročová, Ph.D.

Napojování vodovodních přípojek pro tunelové stavby pozemních komunikací na vodárenské systémy za účelem zajišťování dodávek požární vody. Při absenci nebo kapacitní nedostatečnosti zdrojů vod přirozeného původu se stává vodárenská soustava nebo místní vodovod měst a obcí jediným vhodným zdrojem požární vody pro uvedený typ staveb. V kapitole jsou uvedeny alternativní možnosti a způsoby napojení na vodárenské systémy, způsob jejich dimenzování a výstavby. Nedílnou součástí kapitoly je i posuzování hydraulické účinnosti těchto vodovodních přípojek z hlediska kontroly zařízení za účelem zvýšení požárního zabezpečení stavby.

Výběr a posuzování vhodnosti zdroje požární vody pro tunelové stavby Základním předpokladem splnění optimálního výběru vhodného zdroje dodávky požární vody z vodárenského systému je znalost pozitivních a negativních stránek a hydraulické účinnosti jednotlivých provozních zařízeních. V reálných technickoprovozních podmínkách vodárenských zařízení v České republice přichází v úvahu dva typy vodárenských systémů:  vodárenská soustava,  místní vodovod zastavěného území. Oba systémy mají pro uvedený účel své pozitivní i negativní předpoklady a provozní možnosti.

Výběr a posuzování vhodnosti zdroje požární vody pro tunelové stavby

Vodárenská soustava

Vodárenské soustavy jsou z vodárenských víceúčelových systémů nejvhodnějšími zdroji požární vody pro tunelové stavby. Svou kapacitou schopny ze 100 % pokrýt alternativní požadavky na množství požární vody nutné pro požární zabezpečení tunelových staveb pozemních komunikací. Jejich průtoková kapacita, se zpravidla pohybuje ve stovkách až tisících l.s-1. Pro napojení vodovodní přípojky jsou vhodné akumulace i přiváděcí vodovodní řady do soustavy jednotlivých spotřebišť. Pozitivní faktory: • dostatek požární vody, • zpravidla dostatečný hydrodynamický tlak vody. Negativní faktory: • nižší pravděpodobnost možnost napojení. I přes optimální technicko-provozní faktory a vhodnost k napojení přípojky tunelové stavby na vodárenskou soustavu její reálné využití není v ČR v lokálních podmínkách možné.

Výběr a posuzování vhodnosti zdroje požární vody pro tunelové stavby Místní vodovod zastavěného území Místní vodovody zastavěných území jsou méně vhodným vodárenským zařízením k napojení vodovodních přípojek pro tunelové stavby. Průtoková kapacita v l.s-1 většiny místních vodovodů se pohybuje v rozmezí cca 3 až 20 l.s-1, což je cca 50 % požadavku na požární dodávku vody pro tunelové stavby. Pro napojení vodovodních přípojek pro tunely jsou vhodné:  přiváděcí řady ze zdrojů vod pro místní vodovody  vodovodní síť  vodojemy místních vodovodů

Výběr a posuzování vhodnosti zdroje požární vody pro tunelové stavby Místní vodovod zastavěného území Přiváděcí řady Pozitivní faktory:  zpravidla dostatečná kapacita požární vody,  zpravidla dostatečný hydrodynamický tlak vody. Negativní faktory:  riziko, pokud je napojení provedeno na výtlačný řad, závislosti na zdroji elektrické energie.

Výběr a posuzování vhodnosti zdroje požární vody pro tunelové stavby Místní vodovod zastavěného území Vodovodní síť Pozitivní faktory:  blízkost zdroje požární vody pro tunelovou stavbu Negativní faktory:  nižší kapacitní vydatnost tohoto typu zdroje  nižší než požadovaný hydrodynamický tlak vody

Výběr a posuzování vhodnosti zdroje požární vody pro tunelové stavby Místní vodovod zastavěného území Vodojemy Pozitivní faktory:  dostatečná kapacita požární vody Negativní faktory:  nižší pravděpodobnost napojení pro vzdálenost vodojemu od tunelových staveb

Výběr a posuzování vhodnosti zdroje požární vody pro tunelové stavby Místní vodovod zastavěného území Přes výše uvedené převažující negativní faktory vhodnosti napojení vodovodních přípojek tunelových staveb na místní vodovody, pro nedostatek jiného vhodného alternativního zdroje vody, je nutné využívat k daným účelům místní vodovody. Jejich využití zpravidla však vyžaduje nutnost vybudování dalších technických a provozních zařízení, zajišťujících požární zabezpečení tunelové stavby. Jedná se zejména o čerpací stanice, automatické čerpací stanice a vodojemy k akumulaci vypočítané zásoby požární vody.

VODOVODNÍ PŘÍPOJKY PRO TUNELOVÉ STAVBY

Vodovodní přípojky nejsou vodními díly, ale součástí nemovitostí, v daném případě tunelové stavby pozemních komunikací. Vodovodní přípojka začíná u vysazené odbočky a uzávěru z vodovodního řadu a končí vodoměrem nebo hlavním uzávěrem v nemovitosti popř. vodoměrné šachtě. Ze zákona o vodovodech a kanalizacích č. 274/2001 Sb., v platném znění, bude vodovodní přípojkou pouze její část uvedená na obrázku. Reálně nebude její délka větší než několik metrů nebo desítek metrů. Převažující zbytek přípojky, v délce stovek metrů nebo i několika kilometrů, je reálně již z legislativního hlediska, vnitřním vodovodem tunelové stavby. I přes dané legislativní rozdělení vodovodní přípojky na dvě části je vhodné a nutné při její výstavbě, pro její délku, považovat za přiváděcí vodovodní řad, se všemi jeho atributy.

VODOVODNÍ PŘÍPOJKY PRO TUNELOVÉ STAVBY VARIANTA B Situace vodovodní přípojky 1

7 10 8 3

4

2

5

vodoměrná sestava

vodovodní přípojka

6

vnitřní vodovod

1

Řez 10

8

7

11 9

9 1

3

2

vodovodní přípojka

Legenda: 1 vodovodní řad 2 vodovodní přípojka 3 šoupátko na opbočce z vodovodního řadu 4 vodoměr 5 hlavní domovní uzávěr vody

4

5

vodoměrná sestava

6

vnitřní vodovod

6 vnitřní vodovod 7 vodoměrná šachta 8 hranice pozemku 9 chránička 10 soukromé pozemky 11 poklop šoupátka

Základní varianta vodovodní přípojky s umístněním vodoměru v šachtě

VODOVODNÍ PŘÍPOJKY PRO TUNELOVÉ STAVBY Dimenzování vodovodní přípojky a měřidla je nutno věnovat maximální pozornost především v případech, kdy jsou na vnitřním vodovodu osazeny požární hydranty nebo výtokové stojany. Je nutno vždy zohlednit celou řadu faktorů, které by při maximálních požárních odběrech mohly způsobit velkou tlakovou ztrátu, kapacitní nedostatek vody nebo úplné přerušení dodávky z veřejné vodovodní sítě.

VODOVODNÍ PŘÍPOJKY PRO TUNELOVÉ STAVBY Pro stavbu vodovodních přípojek je vhodné, dle jejich délky, používat pouze vhodné druhy trubního materiálu. Zvláštní pozornost je nutno věnovat průchodu vodovodní přípojky základovou nebo podzemní částí objektů. Při podcenění tohoto rizika vzniká neúměrné množství poruch především v těchto místech (zlomy potrubí nebo jeho deformace). Pro stavbu přiváděcích částí vodovodních přípojek pro tunelové stavby je nutno velmi pečlivě volit použití trubního materiálu. Na tato zařízení působí přírodní vlivy na svažitých územích. Nevhodně použitý trubní materiál je častou příčinou havárií a poruch, snížení kvality pitné vody a plynulosti dodávky vody do spotřebiště. Používají se především následující materiály:  litinové trouby,  plastové trouby.

VODOVODNÍ PŘÍPOJKY PRO TUNELOVÉ STAVBY Litinové trouby jsou vhodným materiálem pro stavbu většiny přivádějících částí vodovodních přípojek pro tunelové stavby. Mají při vhodném uložení do stavební rýhy a montáži trub dlouhodobou životnost (70 – 100 let) nízkou náchylnost ke vzniku poruch. Plastové trouby není vhodné pro stavbu přiváděcích částí požárních vodovodních přípojek používat. Důvodem je mimo jiné jejich obtížná následná detekce při vyhledávání trasy v extravilánech detekční technikou a mimořádně obtížné zjišťování potenciálních skrytých úniků vody do geologického podloží. Současná detekční technika na vyhledávání skrytých úniků vody na tomto druhu trubního materiálu s minimálním počtem styčných bodů reálně neumožňuje nalezení drobných úniků vody do půdního prostředí. Tyto drobné úniky vody při relativně dlouhých trasách přiváděcích částí přípojek volným a složitým terénem, mohou podstatně zvyšovat jejich provozovatelům ve středně a dlouhodobém horizontu, vysoké provozní náklady.


Krytí vodovodních přípojek ve volném terénu Nejmenší doporučené krytí vodovodního potrubí o světlosti menší než DN 400 mm je v závislosti na inženýrsko-geologických a hydrogeologických podmínkách 1,2 až 1,5 m:    

v hlinitých zeminách 1,20 m, v hlinitopísčitých zeminách 1,30 m, v písčitých zeminách 1,40 m, ve štěrkovitých a skalnatých zeminách 1,50 m.

Při volbě menšího krytí má být tepelně-technickým výpočtem dokumentována vhodnost návrhu, přičemž je nutno uvažovat s odstavením potrubí po dobu opravy.

KRYTÍ VODOVONÍHO POTRUBÍ VE VOLNÉM TERÉNU 1

2

300

8

3

100

4

900

5

7 6 Legenda: 1 kóta terénu 2 pažení 3 zához rýhy výkopovým materiálem 4 kóta dna potrubí

5 obsyp potrubí - výkopový materiál o velikosti zrn max. 20 mm 6 potrubí z tvárné litiny DN 100 mm (DN 150 mm) 7 štěrkopískové lože tl. 100 mm 8 hloubka výkopu Rozměry v milimetrech Výkres není v měřítku

Uložení vodovodního potrubí ve stavební rýze

VODOVODNÍ PŘÍPOJKY PRO TUNELOVÉ STAVBY Krytí vodovodních přípojek ve volném terénu Nevhodné uložení potrubí do stavební rýhy nebo porušení technologické kázně při montáži bývá nejčastější příčinou různých druhů poruch na vodovodním potrubí. Každá poruch svou podstatou velmi vážně ohrožuje požární zabezpečení tunelové stavby.

VODOVODNÍ PŘÍPOJKY PRO TUNELOVÉ STAVBY Dimenzování vodovodních přípojek Vodovodní přípojky, aby splnily požadovaný účel, tj. přivedení dostatečného množství vody k tunelové stavbě, musí mít mimo jiné i dostatečnou dimenzi. Pro následující předpokládané množství požární vody je vhodné použít dimenzí potrubí: • odběr vody 50-90 l.s-l (potrubí DN 300) • odběr vody 30-40 l.s-1 (potrubí DN 200) • odběr vody 15-25 l.s-1 (potrubí DN 150) Přitékající množství vody z vodovodní přípojky k tunelové stavbě může výrazně ohrozit:  dimenze vodoměru osazeného na předávacím místě  vnitřní inkrustace trubních stěn vodovodní přípojky.

VODOVODNÍ PŘÍPOJKY PRO TUNELOVÉ STAVBY Dimenzování vodovodních přípojek Měření odebírané vody Měřidla dodávané požární vody mohou při nesprávné dimenzi vážně ohrozit množství přitékající vody pro požární potřebu tunelové stavby. Cílem všech vodárenských společností je osazovat co nejnižší dimenzi vodoměru, zejména z důvodů, aby vodoměry zachytily i minimální průtoky vody způsobené drobnými úniky vody na trase vodovodní přípojky za jejím měřením. Daná potřeba koliduje s potřebou současného měření maximálního průtokového množství při požárním odběru. Dostatečně lze daný relativní nepoměr vyřešit osazením vhodného typu vodoměru.


Vodoměr k měření spotřebního a současně požárního průtoku vody

VODOVODNÍ PŘÍPOJKY PRO TUNELOVÉ STAVBY Dimenzování vodovodních přípojek Inkrustace vnitřních stěn potrubí Velkou hrozbou z dlouhodobého hlediska pro přívodní řady požárního zabezpečení tunelových staveb je inkrustace vnitřních stěn dlouhých vodovodních přípojek. Inkrustace vnitřních stěn potrubí bude vznikat v důsledku nedostatečné rychlosti proudění vody v potrubí. U těchto typů požárních vodovodů reálně voda bude stát v potrubí dlouhou dobu. Následně bude docházet ke změně její kvality a především k usazování anorganických látek na vnitřních stěnách potrubí. Dané riziko je nutné zavčas vnímat a současně řešit v provozním řádu vodovodní přípojky pro tunelovou stavbu.

VODOVODNÍ PŘÍPOJKY

Požární potrubí se sníženou hydraulickou účinností vlivem inkrustace

VODOVODNÍ PŘÍPOJKY PRO TUNELOVÉ STAVBY Optimalizace hydrodynamických veličin vody Vnitřní požární rozvodný systém v tunelové stavbě pozemních komunikací, aby splnil svůj účel, musí mít optimální hydraulické vlastnosti. Jedná se zejména o množství vody na hydrantové síti uvnitř tunelové stavby a současně musí mít tato voda požadovaný hydrodynamický tlak. Reálně oba parametry nelze získat bez dalších technicko-provozních opatření z vodárenských systémů pro veřejnou potřebu. U vodárenských soustav hrozí vysoký hydrodynamický tlak, přesahující hodnoty na 1,0 MPa. Při odběru vody s místních vodovodů naopak bude zpravidla hydrodynamická tlaková hladina pod úrovní požadovaného přetlaku pro požární odběrní místa v tunelové stavbě. Uvedenou problematiku lze řešit pomocí redukce tlaku nebo jeho zvyšování následujícím technickým zařízením:  redukční stanice  automatická tlaková stanice (ATS)

VODOVODNÍ PŘÍPOJKY PRO TUNELOVÉ STAVBY Optimalizace hydrodynamických veličin vody Redukční stanice Smyslem a cílem redukční stanice je redukce hydrodynamického tlaku vody vysokotlakých vodárenských soustav skupinových nebo oblastních vodovodů na parametry požadované pro odběrní místo umístněné v tunelové stavbě. Redukci tlaku vody zajišťuje redukční ventil osazený na vodovodní přípojce požární vody pro tunelovou stavbu. Ventil může být umístněný v podzemní armaturní komoře nebo dle místních podmínek v nadzemním objektu. Na redukčním ventilu lze nastavit požadovaný výstupní tlak vody. Z bezpečnostních důvodů je však vhodné, aby dané technologické zařízení bylo opatřeno obtokem a regulačním šoupátkem, pro případ poruchy ventilu.

VODOVODNÍ PŘÍPOJKY PRO TUNELOVÉ STAVBY Optimalizace hydrodynamických veličin vody Automatická tlaková stanice Automatická tlaková stanice se v reálné praxi využívá, pokud je požární přípojka pro tunelové stavby napojena na místní vodovody. Tvoří ji technologické zařízení s automatickým zvyšováním hydrodynamického tlaku vody v požárním potrubí tunelové stavby. Určitou nevýhodou provozní funkce ATS je 100 % závislost na dodávkách elektrické energie. Dané riziko lze v praxi však v praxi považovat za minimální z důvodů, že každá tunelová stavba má z bezpečnostních důvodů záložní zdroj elektrické energie. Při dimenzování tohoto zdroje je nutné zohlednit příkon dané ATS.

VODOVODNÍ PŘÍPOJKY

Automatická tlaková stanice vhodná pro vnitřní vodovody

Shrnutí kapitoly Kapitola je obsahově zaměřena na problematiku přivádění pitné a požární vody pro tunelové stavby z vodárenských systémů vodovodů pro veřejnou potřebu. V jednotlivých kapitolách jsou zdůrazněny slabé a silné stránky jednotlivých vodárenských systémů, rizika, která mohou vznikat při odběrech požární vody pro tunelové stavby a současně základní řešení, jak daná rizika přiměřeně eliminovat.

Výběr a posuzování vhodnosti zdroje požární vody pro tunelové stavby Literatura

[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10]

ČSN 73 0873 Požární bezpečnost staveb – Zásobování požární vodou. ČSN 73 7507 Projektování tunelů pozemních komunikací. ČSN 75 2411 Zdroje požární vody. ČSN 75 5401 Navrhování vodovodního potrubí. ČSN 75 7221 Jakost vod – Klasifikace jakosti podzemních vod. Disa, [in-line], [citováno: 30.10.2007], dostupné z: http://www.disa.cz/. Distribuce pitné vody, Texty přednášek kurzů pro lektoty, Praha 2002. KROČOVÁ, Š.: Strategie dodávek pitné vody, SPBI Spektrum, Ostrava 2009, ISBN: 978-80-7385-072-2. KROČOVÁ, Š.: Strategie územního plánování v technické infrastruktuře, SPBI Spektrum, Ostrava 2013, ISBN: 978-80-7385-128-6. Nařízení vlády č. 462/2000 Sb., k provedení § 27 odst. 8 a § 28 odst. 5 zákona č. 240/2000 Sb. o krizovém řízení a o změně některých zákonů (krizový zákon).


[11]

[12] [13] [14] [15] [16]

Nařízení vlády č. 21/2011 Sb., kterým se mění nařízení vlády č. 61/2003 Sb., o ukazatelích a hodnotách přípustného znečištění povrchových vod a odpadních vod, náležitostech povolení k vypouštění odpadních vod do vod povrchových a do kanalizací a o citlivých oblastech, ve znění nařízení vlády č. 229/2007 Sb. Nařízení vlády č. 262/2012 Sb., o stanovení zranitelných oblastí a akčním programu. PITTER, P.: Hydrochemie. VŠCHT, Praha 1999. ISBN 80-03-00525-6. STRNADOVÁ, N. - JANDA, V.: Technologie vody I., VŠCHT, Praha 1999, ISBN: 80-7080-348-7. Vodovody a kanalizace 2012, [online], [citováno:16.2.2013], dostupné z: http://www.mze.cz/. Vyhláška č. 252/2004 Sb., kterou se stanoví hygienické požadavky na pitnou a teplou vodu a četnost a rozsah kontroly pitné vody.


[17]

[18] [19] [20] [21]

Vyhláška č. 428/2001 Sb., kterou se provádí zákon č. 274/2001 Sb., o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou potřebu a o změně některých zákonů (zákon o vodovodech a kanalizacích). Zákon č. 133/1985 Sb., o požární ochraně, ve znění pozdějších předpisů. Zákon č. 183/2006 Sb., o územním plánování a stavebním řádu (stavební zákon), ve znění pozdějších předpisů. Zákon č. 254/2001 Sb., o vodách a o změně některých zákonů (vodní zákon), ve znění pozdějších předpisů. Zákon č. 274/2001 Sb., o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou potřebu a o změně některých zákonů, ve znění pozdějších předpisů.


Tato prezentace pro výuku byla vytvořena s podporou ESF v rámci projektu: „Inovace studia v oblasti bezpečnosti dopravy - SAFETEACH“, číslo projektu CZ.1.07/2.2.00/15.0476


Děkuji za pozornost.

ZÁSOBOVÁNÍ HASIVY ZÁSOBOVÁNÍ VODOU

Recommend Documents