Hydranty: Rodzaje, Wymagania i Obliczanie Wydajności Strumienia Wody

Hydranty wewnętrzne i zewnętrzne stanowią niezbędny element systemów przeciwpożarowych, a ich prawidłowe usytuowanie oraz oznakowanie ma bezpośredni wpływ na bezpieczeństwo ludzi i mienia. Urządzenia te powinny być dobrze widoczne i łatwo dostępne, aby w razie zagrożenia móc z nich skorzystać w jak najkrótszym czasie, pobierając wodę do gaszenia pożarów i zaopatrzenia wodnego pojazdu straży pożarnej.

Rodzaje Hydrantów i ich Zastosowanie

Hydranty są urządzeniami umożliwiającymi bezpośredni pobór wody z sieci wodociągowej. Dzieli się je na zewnętrzne i wewnętrzne w zależności od ich lokalizacji i przeznaczenia.

Hydranty zewnętrzne

Hydranty zewnętrzne zlokalizowane są na zewnątrz budynków i umożliwiają pobór wody z głównych przewodów sieci wodociągowych zewnętrznych. Ich masowa ilość zlokalizowana jest przede wszystkim w pobliżu obiektów podwyższonego ryzyka, takich jak dworce, kopalnie, fabryki, stacje benzynowe, obiekty imprez masowych, ale także w obszarach miejskich i wiejskich, w pobliżu zabudowań o charakterze mieszkalnym. Hydranty zewnętrzne mogą mieć postać nadziemną lub podziemną. Hydranty nadziemne są zazwyczaj koloru czerwonego, co zapewnia stosunkowo dobrą widoczność w przestrzeni publicznej. Hydrant zewnętrzny to ważny element infrastruktury obiektów i terenów zagrożonych pożarem, szczególnie w miejscach, które są dużym skupiskiem ludzi. Zapewnia on pewny dostęp do wody pod wysokim ciśnieniem, wykorzystywanej przez straż pożarną do gaszenia pożarów.

Hydranty wewnętrzne

Hydranty wewnętrzne instalowane są wewnątrz budynków i obiektów budowlanych. Umożliwiają one pobór wody z wewnętrznej sieci wodociągowej lub wewnętrznej instalacji przeciwpożarowej. Znajdują się one najczęściej w korytarzach budynków, blisko klatek schodowych lub innych miejsc zalecanych przez przepisy, szczególnie w instytucjach publicznych (uczelnie, szkoły, urzędy, sklepy, biblioteki) oraz w miejscach o dużej zbiorowości ludzkiej (hotele, motele, kempingi, szpitale, dworce, przychodnie). Wyróżnia się hydranty natynkowe i wnękowe (podtynkowe), w zależności od sposobu montażu. Hydranty podtynkowe posiadają mniejszą głębokość, umożliwiając montaż we wnęce ściany, przez co można je umiejscowić na ograniczonej przestrzeni, a także w miejscach odznaczających się wysoką estetyką. W obiekcie stosuje się następujące rodzaje hydrantów wewnętrznych:

• hydrant 25 i hydrant 33 - z wężem półsztywnym o średnicy węża 25 lub 33 mm;
• hydrant 52 - z wężem płasko składanym;
• zawór 52 - niewyposażony w wąż pożarniczy.

W szafce hydrantowej, oprócz zaworu, zazwyczaj znajduje się wąż hydrantowy o średnicy 25 mm i długości od 15 do 30 metrów oraz prądownica, umożliwiające efektywne kierowanie strumienia wody na źródło ognia.

Przepisy Prawne i Normy Techniczne

Projektowanie, lokalizacja i odbiór hydrantów wewnętrznych i zewnętrznych są regulowane Ustawami i Rozporządzeniami dotyczącymi ochrony przeciwpożarowej oraz prawa budowlanego. Konieczne jest, aby każdy obiekt spełniał lokalne regulacje.

Regulacje prawne

Najważniejsze dokumenty, w których znajdują się przepisy regulujące kwestie związane z hydrantami, to:

• Ustawa z dnia 24 sierpnia 1991 r. o ochronie przeciwpożarowej;
• Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane;
• Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 roku w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie;
• Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 16 czerwca 2003 r. w sprawie uzgadniania projektu budowlanego pod względem ochrony przeciwpożarowej;
• Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 7 czerwca 2010 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów;
• Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 24 lipca 2009 roku w sprawie przeciwpożarowego zaopatrzenia w wodę oraz dróg pożarowych.

Aprobata techniczna CNBOP

Hydranty wewnętrzne i zewnętrzne, zgodnie z Ustawą z dnia 16 kwietnia 2004 r. o wyrobach budowlanych, stanowią wyrób budowlany, czyli element trwale wbudowany w obiekt budowlany lub jego część, wpływający na właściwości użytkowe tego obiektu. Podlegają one ocenie technicznej przeprowadzanej przez Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej Państwowy Instytut Badawczy (CNBOP). Hydranty mogą być dopuszczone do zastosowania w obiektach budowlanych lub ich częściach po uzyskaniu aprobaty technicznej CNBOP, która potwierdza, że dany wyrób uzyskał pozytywną ocenę techniczną przydatności.

Polskie Normy dotyczące hydrantów

Hydranty wewnętrzne i zewnętrzne powinny być również zgodne z normami opisującymi przede wszystkim wymagania i metody badań dotyczące budowy i parametrów użytkowych hydrantów oraz ich prawidłowego oznakowania. Do najważniejszych Polskich Norm należą:

• PN-EN 671-1 Stałe urządzenia gaśnicze. Hydranty wewnętrzne. Hydranty wewnętrzne z wężem półsztywnym;
• PN-EN 671-2 Stałe urządzenia gaśnicze. Hydranty wewnętrzne. Hydranty wewnętrzne z wężem płasko składanym;
• PN-EN 671-3 Stałe urządzenia gaśnicze. Hydranty wewnętrzne. Konserwacja hydrantów wewnętrznych z wężem półsztywnym i hydrantów wewnętrznych z wężem płasko składanym;
• PN-EN 1074-6 Armatura wodociągowa. Wymagania użytkowe i badania sprawdzające. Część 6: Hydranty;
• PN-EN 14384 Hydranty przeciwpożarowe nadziemne;
• PN-EN 14339 Hydranty przeciwpożarowe podziemne.

Wymagane Parametry i Lokalizacja

Hydranty zewnętrzne - parametry i rozmieszczenie

Wszystkie hydranty muszą być podpięte do sieci wodociągowej zapewniającej odpowiednią ilość i ciśnienie wody. Sieć wodociągowa na hydrantach zewnętrznych powinna zapewnić ciśnienie nie mniejsze niż 0,1 MPa oraz wydajność nie mniejszą niż 5 l/s (dla pożaru gaszonego przez okres minimum 2 h), a także maksymalne ciśnienie hydrostatyczne w sieci wodociągowej przeciwpożarowej nie większe niż 1,6 MPa. Hydrant zewnętrzny powinien oferować wydajność nominalną przy ciśnieniu nominalnym 0,2 MPa, mierzoną na zaworze hydrantowym w momencie poboru wody, w zależności od jego średnicy nominalnej (DN), nie mniejszą niż:

• dla hydrantu nadziemnego DN 80 - 10 dm³/s,
• dla hydrantu nadziemnego DN 100 - 15 dm³/s,
• dla hydrantu podziemnego DN 80 - 10 dm³/s.

Hydranty zewnętrzne powinny być zlokalizowane wzdłuż dróg, ulic i przy skrzyżowaniach, w odległościach od siebie wynoszących maksymalnie 150 metrów. Przepisy wskazują również maksymalną odległość hydrantu od zewnętrznej krawędzi jezdni/drogi/ulicy na 15 metrów oraz od obiektu budowlanego na 150 metrów (w przypadku obiektów chronionych - 75 metrów).

Hydranty wewnętrzne - parametry i rozmieszczenie

Hydranty wewnętrzne stanowią element systemu ochrony przeciwpożarowej projektowanego osobno dla każdego budynku i obiektu budowlanego, z uwzględnieniem przeznaczenia budynku i sposobu jego użytkowania (np. budynek mieszkalny, biurowiec, hotel), wielkości, wysokości (ilości kondygnacji) oraz układu poszczególnych pomieszczeń. Minimalna wydajność poboru wody mierzona na wylocie prądownicy powinna wynosić:

• dla hydrantu 25 - 1,0 dm³/s;
• dla hydrantu 52 - 2,5 dm³/s;
• dla zaworu 52 - 2,5 dm³/s.

Ciśnienie na zaworze hydrantowym hydrantu wewnętrznego powinno zapewniać wydajność określoną powyżej dla danego rodzaju hydrantu, z uwzględnieniem zastosowanej średnicy dyszy prądownicy. Ciśnienie na zaworze 52, położonym najniekorzystniej ze względu na wysokość i opory hydrauliczne, dla wydajności 2,5 dm³/s, nie powinno być mniejsze niż 0,2 MPa.

Hydranty wewnętrzne muszą być zamontowane we wszystkich budynkach, które zostały zakwalifikowane do kategorii zagrożenia ludzi ZL, np. DN 25 z wężem półsztywnym - w budynkach zamieszkania zbiorowego zaliczonych do ZL I, II, III i V (wysokie i niskie o powierzchni ponad 200 m²). Hydranty wewnętrzne zawsze umieszcza się przy wejściach do budynku i/lub wejściach ewakuacyjnych, na każdej kondygnacji budynku.

Obliczanie Wydajności Strumienia Wody (Przepływu)

Do poprawnego zaprojektowania instalacji hydrantowej oraz weryfikacji jej sprawności niezbędna jest znajomość tzw. stałej K hydrantu. Normową wartość stałej K można znaleźć w normie PN-EN 671-1, a także w kartach katalogowych hydrantów wewnętrznych oraz w wydanych certyfikatach zgodności CNBOP.

Zależność natężenia przepływu Q od ciśnienia P przedstawia równanie:

Q = K * (10 * P)^1/2

gdzie:

• Q - wyraża się w [dm³/min],
• P - wyraża się w [MPa].

Znając stałą K hydrantu (najlepiej rzeczywistą, podaną w karcie katalogowej) i wymaganą minimalną wydajność hydrantu (np. 1,0 dm³/s w najbardziej niekorzystnym miejscu umieszczenia hydrantu w budynku), można obliczyć minimalne ciśnienie zasilania, jakie powinno być zapewnione na zaworze odcinającym. Niektórzy producenci podają na tabliczce znamionowej hydrantu minimalne ciśnienie zasilania warunkujące osiągnięcie wymaganej przepisami wydajności poboru wody z uwzględnieniem średnicy dyszy prądownicy. Jeśli są to prawidłowo podane informacje, ułatwiają one poprawne wykonanie projektu i późniejszą budowę instalacji.

Wydajność poboru wody hydrantu 25, wynosząca co najmniej 1,0 dm³/s oraz współczynnik K hydrantu, to jeszcze zbyt mało danych, aby prawidłowo zaprojektować instalację. Konieczne jest jeszcze przeanalizowanie problemu związanego z siłą reakcji, czyli siłą działającą na prądownicę w kierunku przeciwnym do kierunku strumienia wody. Wielkość tej siły zależy od wydatku wypływającej wody i od ciśnienia w prądownicy. Problem siły reakcji, szczególnie ważny dla hydrantów 52, jest znacznie mniej uciążliwy dla hydrantów 25, gdzie powszechne jest stosowanie prądownic o mniejszych średnicach, a straty ciśnienia od zaworu odcinającego do prądownicy są większe.

Powyższe rozważania dotyczą hydrantu otwartego, przez który płynie woda. Należy pamiętać, że pomiar objętości strumienia to jedno, a algebraiczne odwzorowanie parametrów ciśnienia dynamicznego wypływu to drugie. Ciśnienie statyczne w instalacji nie może być przeniesione bezpośrednio na wydajność. Autorzy przepisów piszą o priorytecie wydajności, a ciśnienie nie może być wyższe niż 0,7 MPa lub 1,2 MPa (w zależności od kontekstu Rozporządzenia).

Oznakowanie Hydrantów

Skuteczność działań służb pożarniczych zależy od prawidłowego zaprojektowania całego systemu, w tym właściwego rozmieszczenia i oznaczenia hydrantów. Znaki ochrony przeciwpożarowej mogą być wykonane na sztywnych płytach lub folii samoprzylepnej i powinny być zgodne z normą PN-92/N-01256/01 lub PN-EN ISO 7010.

Oznakowanie hydrantów wewnętrznych

Hydranty w wewnętrznych systemach przeciwpożarowych oznaczane są za pomocą czerwonych tablic (biała obwódka, czerwone tło, biały piktogram) przedstawiających zwiniętego węża przeciwpożarowego. Ponadto wewnątrz budynków i obiektów budowlanych stosuje się również szafy z czerwonymi lub przeszklonymi drzwiami dla hydrantów oraz oznaczenia wskazujące m.in.: zawór hydrantowy, przyłączenie sieci hydrantowej wewnętrznej, pompownię hydrantową czy lokalizację klucza do szafki hydrantowej. W pobliżu hydrantu powinno się również umieścić instrukcję jego użytkowania w razie pożaru.

Oznakowanie hydrantów zewnętrznych

Hydranty zewnętrzne nadziemne mają kolor czerwony, co zapewnia stosunkowo dobrą widoczność. Znak hydrantu to tabliczka w biało-czerwonym kolorze (czerwone paski na zewnątrz, biały pasek wewnątrz) z wpisaną w jej środek czarną literą H. Znak hydrantu może być umiejscowiony bezpośrednio na hydrancie lub na wysięgniku, który zdecydowanie podnosi widoczność urządzenia i może być niezbędny w odniesieniu do hydrantów zlokalizowanych na terenach zielonych, w lekkich zagłębieniach terenu lub na wzniesieniach, gdy istnieje ryzyko przysłonięcia urządzenia przez trawy. Znaki hydrantowe mogą być płaskie lub przestrzenne - dobrze widoczne z każdej strony. Do wskazania lokalizacji hydrantów podziemnych stosuje się czerwone tablice orientacyjne (biała obwódka, czerwone tło, białe piktogramy), na których znajduje się litera H oraz informacja o średnicy zaworu oraz kierunku i odległości od znaku, w których znajduje się hydrant.

Konserwacja i Przeglądy Techniczne

Odpowiednia konserwacja hydrantów wewnętrznych i zewnętrznych jest nieodzowna dla ich prawidłowego funkcjonowania. Właściciele obiektów są odpowiedzialni za zorganizowanie regularnych kontroli, które mają na celu weryfikację stanu technicznego instalacji. Urządzenia przeciwpożarowe i gaśnice powinny być poddawane przeglądom technicznym i czynnościom konserwacyjnym zgodnie z zasadami określonymi w Polskich Normach, w odnośnej dokumentacji techniczno-ruchowej oraz instrukcjach obsługi. Przeglądy techniczne i czynności konserwacyjne powinny być przeprowadzane w okresach i w sposób zgodny z instrukcją ustaloną przez producenta, nie rzadziej jednak niż raz w roku. Węże stanowiące wyposażenie hydrantów wewnętrznych powinny być raz na 5 lat poddawane próbie ciśnieniowej na maksymalne ciśnienie robocze, zgodnie z Polską Normą dotyczącą konserwacji hydrantów wewnętrznych.

Jeżeli budynek jest wyposażony w hydranty, właściciel, zarządca lub użytkownik obiektu są zobowiązani do utrzymywania hydrantów w stanie gotowości, co obejmuje pomiar ciśnienia i wydajności raz w roku oraz próbę węża raz na 5 lat. Protokół z badań powinien zawierać:

• Dane adresowe i nazwa firmy wykonującej.
• Adres i nazwa obiektu, w którym znajdują się hydranty.
• Imię i nazwisko osoby wykonującej pomiar.
• Nazwa lub części składowe urządzenia pomiarowego.
• Data pomiaru.
• Wyszczególnienie ilości zaworów i ich średnic.
• Dla każdego badanego zaworu zapisanie ciśnienia statycznego (MPa) i wydajności (dm³/min).
• W podsumowaniu - uwagach zapis, że hydranty spełniają lub nie spełniają założeń normy.
• Podpis wykonawcy.

Właściciele sieci wodociągowej przeciwpożarowej zobowiązani są do tego, by raz w roku poddawać hydranty zewnętrzne przeglądom i konserwacji. Ochrona przeciwpożarowa pozostaje w gestii gminy, która ma obowiązek łożyć na utrzymanie sieci wodociągowej i hydrantów. Natomiast bezpośrednią pieczę nad sprawnością i gotowością elementów należących do sieci sprawują przedsiębiorstwa wodno-kanalizacyjne.

Niewłaściwe Użytkowanie Hydrantów

Zgodnie z polskim prawem, hydranty przeciwpożarowe wykorzystywane są wyłącznie przez odpowiednio przygotowane do tego służby, takie jak straż pożarna, policja czy pogotowie gazowe. Pobieranie wody z hydrantów przez osoby nieupoważnione jest nielegalne i może skończyć się konsekwencjami prawnymi, zwłaszcza w przypadku podejrzenia o celowe i długotrwałe działanie, np. w celu podlewania ogródka czy napełniania basenu. Należy pamiętać, że pobieranie wody z hydrantu nie jest ani darmowe, ani płatne w sensie komercyjnym - jest to czynność nielegalna, za wykonywanie której grożą konsekwencje prawne.

tags: #hydrant #strumien #objetosci