Evaluation of water quality which supply sprinkler systems in terms of its impact on the condition of equipment Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

DOI: 10.12845/bitp.43.3.2016.16

prof. dr hab. inz. Slawczo Denczew1 mgr inz. Grzegorz Serejko2

Przyjçty/Accepted/Принята: 16.05.2016; Zreœnzowany/Reviewed/Рецензирована: 05.09.2016; Opublikowany/Published/Опубликована: 30.09.2016;

Ocena jakosci wody zasilaj^cej stale urz^dzenia gasnicze wodne w aspekcie jej oddzialywania na stan techniczny urz^dzen3

Evaluation of Water Quality which Supply Sprinkler Systems in Terms of its Impact on the Condition of Equipment

Оценка качества воды, снабжающей автоматические стационарные установки водяного пожаротушения, относительно ее влияния на техническое состояние оборудования

ABSTRAKT

Cel: Celem artykulu bylo przedstawienie wynikow badan porownawczych wody wodoci^gowej oraz wody zasilaj^cej stale urz^dzenia gasnicze wodne pobranej z wybranych obiektow budowlanych. Wyboru obiektow budowlanych dokonano na podstawie ich wzajemnej lokalizacji, przeznaczenia i pelnionych funkcji. Ponadto podj^to prob^ okreslenia istotnych parametrow wody wplywaj^cych na jej korozyjny charakter wobec komponentow stalych urz^dzen gasniczych wodnych.

Metody: Do oceny parametrow wody wodoci^gowej zasilaj^cej stale urz^dzenia gasnicze wodne wbudowywane w wybrane wielkopowierzchniowe obiekty handlowe wykorzystano metody st^zen charakterystycznych. Metoda ta polega na obliczaniu sredniej arytmetycznej z najmniej korzystnych wynikow badan w ci^gu roku. Pomocniczo wykorzystano metody bezposredni^ do oceny zmian st^zen wybranych parametrow w ci^gu roku. Wyniki: Uzyskane wyniki badan potwierdzily znaczn^ zmiennosc parametrow wody wodoci^gowej zasilaj^cej stale urz^dzenia gasnicze wodne. Nawet woda niewykazuj^ca korozyjnego charakteru w sieci wodoci^gowej moze powodowac korozj^ w obr^bie stalych urz^dzen gasniczych wodnych. W porownaniu do badan wody wodoci^gowej w wodzie pobranej z instalacji odnotowano znacz^cy spadek jej twardosci - dla st^zen maksymalnych rz^du 35%, a dla minimalnych rz^du 7%. Zabserwowano takze znacz^cy wzrost st^zen siarczynow odpowiednio 91% i 233% dla st^zen minimalnych i maksymalnych. Ponadto odnotowano zmian^ wartosci przewodnosci, wzrost o okolo 10% dla wartosci maksymalnych i spadek o 2% dla minimalnych. Podobnie jak w przypadku parametru przewodnosci odnotowano zmiany odczynu wody oraz zaobserwowano nietypow^ i trudn^ do dalszej interpretacji sytuaj dla st^zen chloru.

Wnioski: Na podstawie zaprezentowanych wynikow stwierdzono znaczn^ zmiany parametrow wody zasilaj^cej po wprowadzeniu jej do systemu instalacji tryskaczowej. Do dalszej analizy konieczne jest wyznaczenie indeksow korozyjnosci wody Langeliera (IL), Ryznara (IR) oraz Larsona-Skolda w celu okreslenia korozyjnego charakteru pobranej wody zasilaj^cej instalacji tryskaczow^. Konieczne s^ dalsze badania nad poszukiwaniem parametrow lub parametru wody, ktory jednoznacznie moglby wskazywac na jej korozyjny charakter. Uzyskane wyniki w toku przyszlych badan mog^ byc podstaw^ do opracowania metody eksploatacji stalych urz^dzen gasniczych wodnych, zapewniaj^cej mozliwie najwyzsz^ skutecznosc dzialania.

Slowa kluczowe: jakosc wody, instalacje tryskaczowe, korozja Typ artykulu: oryginalny artykul naukowy

ABSTRACT

Aim: The aim of the article was to present test results of water supplying fixed water firefighting equipment installed in selected buildings. The buildings were selected based on their mutual location, purpose and performed functions. In addition, an attempt was made to determine the important water parameters which influence its corrosive nature which in turn affects components of the fixed water firefighting equipment. Methods: To evaluate the parameters of water which supplies fixed water firefighting equipment installed in selected large-format commercial buildings a method of characteristic concentrations was used. This method involves calculating the arithmetic mean of the least favorable test results during one year. A direct method was used incidentally for assessing changes in concentrations of selected parameters within a year.

1 Szkola Glowna Sluzby Pozarniczej / The Main School of Fire Service, s.denczew@sgsp.edu.pl;

2 Politechnika Warszawska / Warsaw University of Technology;

3 Autorzy wniesli rowny wklad merytoryczny w opracowanie artykulu / The authors contributed equally to this article;

D01:10.12845/bitp.43.3.2016.16

Results: The obtained results confirmed significant variability of water supplying fixed water firefighting equipment. The supply water changes its characteristics when influenced by many factors, and although the water supply is not of corrosive nature, within the pipes and equipment of fixed water firefighting equipment it may become corrosive. There has been a significant decrease in water hardness for peak concentrations of 35%, for a minimum of 7%, a significant increase of the concentration of sulfites respectively 91% and 233% for minimum and maximum concentrations. Moreover, the change of conductivity was observed, as well as an increase of approximately 10% for maximum values and a decrease of 2% for the minimum. Similarly to the conductivity parameter, changes in water pH were observed, as well as an unusual situation for concentrations of chlorine, which is difficult for further interpretation.

Conclusions: Significant changes in the parameters of feed water were observed when it was supplied to the sprinkler system pipes. For further analysis, it was necessary to designate indexes of corrosiveness of water like Langelier (IL), Ryznar (IR) and Larson-Skold in order to determine the corrosive nature of water which supplies the sprinkler system. Further research is needed in order to search the parameters or the parameter of water, which could clearly indicate the corrosive character of water. The results obtained in the course of future research can be the basis for the development of a method of operation of fixed water firefighting equipment, which will ensure the highest possible reliability.

Key words: water quality, sprinklers systems, corrosion Type of article: original scientific article

АННОТАЦИЯ

Цель: Цель данной статьи - представить результаты исследований воды, снабжающей автоматические стационарные установки водяного пожаротушения, встроенные в выбранные строительные объекты. Выбор зданий был проведен на основе их взаимного расположения, назначения и выполняемых ими функций. Кроме того, была предпринята попытка определить важнейшие параметры воды, влияющие на ее коррозионную способность относительно компонентов автоматических стационарных установок водяного пожаротушения.

Методы: Для оценки параметров воды, снабжающей автоматические стационарные установки водяного пожаротушения встроенные в выбранные многоэтажные торговые здания, был использован метод характеристических концентраций. Этот метод включает в себя вычисление среднего арифметического среди наименее благоприятных результатов испытаний в течение года. Дополнительно прямой метод был использован для оценки изменений в концентрации выбранных параметров в течение года.

Результаты: Полученные результаты подтвердили значительную изменчивость параметров воды, снабжающей стационарные установки водяного пожаротушения. Введенная в устройства вода меняет свои параметры под влиянием многих факторов, и, хотя в водопроводной сети не проявляет коррозионной способности, в пределах труб и оборудования стационарных автоматический установок пожаротушения может её проявить. Было зафиксировано значительное уменьшение жесткости воды при максимальной концентраций на уровне 35%, при минимальных - 7%. Также было обнаружено значительное увеличение концентрации сульфитов 91% и 233% соответственно для минимальной и максимальной концентрации. Кроме того, было замечено изменение проводимости, увеличение примерно на 10% для максимальных значений и снижение на 2% для минимальных. Аналогично проводимости было замечено изменение рН воды и необычная ситуация для концентраций хлора, трудной для дальнейшей интерпретации. Выводы: На основе представленных результатов было установлено существенное изменение параметров воды после ее введения в систему проводов спринклерной инсталляции. Для дальнейшего анализа необходимо определить индексы коррозионной активности воды Ланжелье (1Ь) Ризнера (Ш) и Ларсона-Скольда для определения коррозионной способности воды в системе спринклерной инсталляции. Необходимы дальнейшие исследования для поиска параметров или параметра воды, которые ясно свидетельствовали бы о коррозионной способности воды. Результаты, полученные в ходе будущих исследований могут стать основой для разработки метода эксплуатации стационарной автоматической установки водяного пожаротушения, обеспечивающей максимально возможную эффективность стационарных установок пожаротушения.

Ключевые слова: качество воды, спринклерная система, коррозия Вид статьи: оригинальная научная статья

1. Wprowadzenie

Lata dziewi^cdziesi^te XX wieku to okres wielu reform spoleczno-gospodarczych sprzyjaj^cych rozwojowi gospodar-ki rynkowej. Przemiany strukturalne najszybciej obj^ly stref^ handlu. Owczesne warunki gospodarcze pozwolily zarowno na swobodne powstawanie, jak i wycofywanie si§ z rynku malych, srednich i duzych pod wzgl^dem zatrudnienia, po-wierzchni i kapitalu sklepow. W latach dziewi^cdziesi^tych polski rynek charakteryzowal duzy popyt konsumpcyjny. W aglomeracjach miejskich taka sytuacja spowodowala roz-woj sklepow wielkopowierzchniowych [1]. Byl on zwi^zany cz^sciowo z korzystnymi przepisami podatkowymi, niskimi cenami zakupu lub dzierzawy nieruchomosci, dost^pnosci^ wykwalifikowanej sily roboczej i duzym chlonnym rynkiem [1]. Liczba wielkopowierzchniowych obiektow handlowych w Polsce pocz^wszy od 1990 roku stale rosnie. Podobna sytuacja dotyczy rowniez calej Unii Europejskiej. Calkowita powierzchnia tego typu obiektow wzrosla o 3,3% w ci^gu 12 miesi^cy i pod koniec 2014 roku wynosila blisko 153 mln m2. Aktywnosc deweloperow w zakresie wznoszenia wielkopo-wierzchniowych obiektow handlowych w Polsce i Europie jest podyktowana popytem konsumentow. Obiekty te, oprocz podstawowej funkcji handlowej, oferuj^ konsumentowi coraz

wi^cej uslug. Staj^ si§ swoistym centrum handlu, rozrywki i wypoczynku [2]. Wzrost liczby wielkopowierzchniowych obiektow handlowych w Polsce ma znaczny wplyw nie tyl-ko na handel, ale rowniez na rozwoj budownictwa. Budowa obiektow wielkopowierzchniowych niesie ze sob^ problem wlasciwej ochrony przeciwpozarowej osob i mienia. Nowo-czesne obiekty handlowo-uslugowe skupiaj^ w swoim ob-szarze bardzo wielu uzytkownikow i funkcji. Musz^ bye za-tem wznoszone ze szczegolnym uwzgl^dnieniem wlasciwej ochrony przeciwpozarowej. W wielu przypadkach projekto-wanie zabezpieczen przeciwpozarowych tego rodzaju obiektow wymaga indywidualnego podejscia. Wynika to nie tylko z rozmiarow tych obiektow, ale takze z problemu zaopatrze-nia ich przez lokalny system dystrybucji wody w odpowiedni^ ilose wody przeznaczonej do gaszenia pozarow. Nowoczesne wielkopowierzchniowe obiekty handlowe s^ specyficznymi budynkami, nie tylko pod wzgl^dem pelnionych przez nie funkcji, ale takze ich powierzchni zabudowy, architektury, konstrukcji budynku, a nawet lokalizacji. Rozmiary obiektow powoduj^, ze cz^sto s^ one zasilane w podstawowe media z wi^cej niz jednego zrodla. Skomplikowana budowa archi-tektoniczna, roznorodnose funkcji obiektu, niekiedy zmienne obci^zenie ogniowe budynku sprawiaj^, ze poprawne zapro-

ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ

jektowanie stalego urz^dzenia gasniczego wodnego jest nie-zwykle trudnym zadaniem. Ponadto stopien skomplikowania i rozmiary instalacji tryskaczowej generuj^ rozne problemy eksploatacyjne zwi^zane z zapewnieniem wlasciwego stanu technicznego urz^dzenia. W artykule podjçto probç okreslenia czynnikow maj^cych wplyw na utrzymanie wlasciwego stanu technicznego stalych urz^dzen gasniczych wodnych w aspekcie jakosci wody zasilaj^cej te urz^dzenia. Na podstawie badan stwierdzono, ze woda wodoci^gowa zasilaj^ca stale urz^dzenia gasnicze wodne moze miec wplyw na poziom bezpieczenstwa pozarowego wielkopowierzchniowych obiek-tow handlowych, nie tylko w aspekcie jej ilosci czy dostawy, ale rowniez w aspekcie utrzymania nalezytego stanu technicznego stalego urz^dzenia gasniczego wodnego wbudowanego w budynek [3].

2. Metodologia

Do oceny parametrow wody zasilaj^cej stale urz^dzenia gasnicze wodne wbudowywane m.in. w wielkopowierzchnio-we obiekty handlowe wykorzystano metodç stçzen charakte-rystycznych. Metoda ta polega na obliczaniu sredniej aryt-metycznej z najmniej korzystnych wynikow badan w ci^gu roku porownanych z obowi^zuj^cymi normami [4]. Pozwala ona okreslic sredni^ wartosc stçzenia ocenianego parametru w badanej wodzie. Metodç tç nalezy traktowac jako uprosz-czon^ metodç statystyczn^ [5]. Pomocniczo wykorzystano metodç bezposredni^ do oceny zmian stçzen wybranych parametrow w ci^gu roku.

D01:10.12845/bitp.43.3.2016.16

3. Wyniki

Okreslenie wszystkich parametrow, ktore maj^ wplyw na korodowanie instalacji tryskaczowej jest trudne i praktycznie na dzien dzisiejszy niemozliwe. Ponadto w literaturze krajo-wej i zagranicznej brakuje systematycznych badan wplywu jakosci wody wodoci^gowej na stan techniczny urz^dzen przeciwpozarowych zasilanych z systemow zbiorowego za-opatrzenia w wodç. W celu okreslenia istotnych parametrow maj^cych wplyw na stan instalacji tryskaczowej zestawiono wyniki badan laboratoryjnych jakosci wody wodoci^gowej produkowanej przez miejski zaklad wodoci^gowy w Plocku z roku 2015. Wyniki uzyskano z comiesiçcznych raportow o stanie jakosci wody wodoci^gowej publikowanych na stro-nie internetowej miejskiego zakladu wodoci^gowego. Pozy-skane wyniki usredniono i zestawiono w tabeli 1 z uwzglçd-nieniem wartosci odchylek mierzonych parametrow wody wodoci^gowej.

Aby ocenic jakosc wody wodoci^gowej, sposrod zapre-zentowanych wynikow badan opracowanych na podstawie raportow o stanie wody wodoci^gowej wybrano typowe para-metry wplywaj^ce na jej korozyjny charakter oraz sprawdzo-no ich zmiennosc w czasie. Nastçpnie porownano uzyskane srednie wyniki z wartosciami parametrow wody pobranej z instalacji tryskaczowej.

Zmiany w czasie typowych parametrow wody wodoci^-gowej ilustruje ryc. 1.

Parametry (Parameters) Srednie stçzenia parametrow (Average concentration of parameters)

Minimalne (Minimal) Maksymalne (Maximal) Dopuszczalne [4] (Acceptable)

1,2-Dichloroetan, |ig/l (1,2-dichloroethane, |ig/l) 2 2 3

2,4,6-trichlorofenol, mg/l (2,4,6-trichlorophenol, mg/l) 0,0006 0,0006 0,2

Akryloamid, |ig/l (Acrylamide, |ig/l) 0,075 0,075 0,1

Antymon, |ig/l (Antimony, ^g/l) 1 1 5

Arsen, |ig/l (Arsenic, ^g/l) 1 1 10

Azotany, mg/l (Nitrates, mg/l) 4,95 5,05 50

Azotyny, mg/l (Nitrite, mg/l) 0,1 0,1 0,5

Barwa, mg Pt/l (Hue, mg Pt/l) 2 8,5 -

Benzen, |ig/l (Benzene, |ig/l) 0,5 0,5 1

Benzo(a)piren, |ig/l (Benzo(a)pyrene, |ig/l) 0,006 0,006 0,01

Bor, mg/l (Boron, mg/l) 0,3 0,32 1

Bromiany, |ig/l (Bromate, ^g/l) 8,16 9,53 10

Bromodichlorometan, mg/l (Bromodichloromethane, mg/l) 0,002 0,002 0,015

Chlor wolny, mg/l (Free chlorine, mg/l) 0,03 0,2367 0,3

Chloraminy, mg/l (Chloramine, mg/l) 0,0467 0,06 0,5

Chlorany, mg/l (Chlorates. mg/l) 0,023 0,0515 -

Chlorek winylu, |ig/l (Vinyl chloride, |ig/l) 0,2 0,2 0,5

Chlorki, mg/l (Chlorides, mg/l) 74,667 75,33 250

Chloryny, mg/l (Chlorates, mg/l) 0,1583 0,252 -

Chrom, |ig/l (Chrome, ^g/l) 4 4 50

Cyjanki, |ig/l (Cyanides, ^g/l) 15 15 50

Epichlorohydryna, |ig/l (Epichlorohydrin, ^g/l) 0,06 0,06 0,1

Tabela 1. Usrednione parametry wody wodoci^gowej zasilaj^cej stale urz^dzenia gasnicze wodne Table 1. Averaged parameters of tap water supplying fixed water firefighting equipment

D01:10.12845/bitp.43.3.2016.16

Parametry (Parameters) Srednie stçzenia parametröw (Average concentration of parameters)

Minimalne (Minimal) Maksymalne (Maximal) Dopuszczalne [4] (Acceptable)

Fluorki, mg/l (Fluorides, mg/l) 0,323 0,333 1,5

Formaldehyd, mg/l (Formaldehyde, mg/l) 0,011 0,011 0,05

Fosfor, mg/l P2O5 (Phosphorus, mg/l P2O5) 0,075 0,075 -

Ftalan dibutylu, mg/l (Dibutyl phthalate, mg/l) 0,0008 0,0008 0,02

Glin, |ig/l (Aluminium, |ig/l) 60 60 200

Jon amonowy, mg/l (Ammonium, mg/l) 0,05 0,05 0,5

Kadm, |ig/l (Cadmium, |ig/l) 0,3 0,3 5

Magnez, mg/l (Magnesium, mg/l) 11,67 14 125

Mangan, |ig/l (Manganese, |ig/l) 10 10 50

M^tnosc, NTU (Turbidity, NTU) 0,22 1,1 1

Miedz, mg/l (Copper, mg/l) 0,002 0,0035 2

Nikiel, |ig/l (Nickel, |ig/l) 5 5 20

Odczyn, pH (pH) 7,34 7,69 6,5-9,5

Ogölny w^giel organiczny, mg/l (Total organic carbon, mg/l) 2,88 3,85 -

Olöw, |ig/l (Lead, |ig/l) 4 4 25

Ozon, mg/l (Ozone, mg/l) 0,05 0,05 0,05

Pestycydy - suma, |ig/l (Total pesticides, |ig/l) 0,4 0,4 0,5

Przewodnosc, |iS/cm (Conductivity, |iS/cm) 733 827 2500

Rt^c, |ig/l (Mercury, |ig/l) 0,05 0,05 1

E Wielopierscieniowych w^glowodoröw aromatycznych, |ig/l (E polycyclic aromatic hydrocarbons, |Ag/l) 0,024 0,024 0,1

E chloranöw i chlorynöw, mg/l (E chlorate and chlorite, mg/l) 0,19167 0,28667 0,7

E Trichloroetenu i tetrachloroetenu, |ig/l (E trichlorethylene and tetrachloroethene, |ig/l) 2 2 10

Selen, |ig/l (Selenium, |Ag/l) 2 2 10

Siarczany, mg/l (Sulfureous, mg/l) 41 41 250

Söd, mg/l (Sodium, mg/l) 75 78 200

Srebro, mg/l (Silver, mg/l) 0,002 0,002 0,01

Suma THM, |ig/l (The sum of THM, |ig/l) 5,67 7 100

Tryt, Bq/l (Tritium, Bq/l) 40 40 100

Twardosc, mg/l CaCO3 (Hardness, mg/l CaCO3) 264,33 269,67 60-500

Utlenialnosc, mg/l (Oxidisability, mg/l) 1,0417 1,8667 5

Zelazo ogölne, |ig/l (Iron general, ^g/l) 20 151 200

Zrôdlo: Opracowanie wlasne na podstawie raportow o stanie jakosci wody wodoci^gowej miejskiego zakladu wodoci^gowego w Plocku za rok 2015.

Source: Own elaboration based on the reports on the tap water quality of water supply company in Plock for 2015.

ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ

D01:10.12845/bitp.43.3.2016.16

1Я

V A

"A

tj О * 1

A A

A A

О о о о

o o o

о о

к > > > > VIII Й Я Я

viniu [наш)

(M

0LSÎ

û-.J

Î.ÎÎ

P-J

h tl.lt

■

El

i.l

(UW

»

oooooooooooo

1—1 м м м м X X v "

~ ~ ^ > > ~ ^x

Mlpsqc (MnnELi)

i Jilçjmiii iiir.-n ilnr (пшшзиш LtnLvrlrjliutisi j dfTfliM (mi\i[i:il лчюг^лЦл.*) Qdfi&iLi ппмтлЛк1 ^.n mur. мюсмпЬ^ц) ^ j

О A

S

1 J 1 J

О

□

£ «s

л

1 ti'J г

I гоЬ у

-г

о

о

о

о о О

s V V V V V Й я Я

Miniac I'MOIKII]

S V V V V V й Я Я

Mh-iis; (Month

л! г.- Гимн: п.шм 1г«:п-:*:л1 un) iprhibi 11i»L-by■■■ г (™мп al .i-ihti:Ii " ЧЧТ^Ш h II' irrïni il llïlini ШИП ОУ1И I 1mti<ai4 * \lfrfr L иЛ SJTlMlhf (mi\iim1 ДО1ШП|Г llionu

1«

£ Il

ï-s

д ÎT i!

A.

О

- к я V V V V V й Я Я

Midi*; <Nr<H-.1h)

3J0

3 ¡40

z

Î 370

I im

s

r*

IJO

Л

О

О О о

А О О О

- S fe > V V V й х я

Mfeitt (Мол1Ь"|

ff.ijc^ïïiiï^ (niaxJni H corKtnTriony oniiwda rilnJmiJai i^iojarjan ûûrctmncmii ■.■afjeaiiii.inirijlw iHiiriHiLm cmïDiimi) * ïïiitimrJr.t (n^iinii ooœnTMnnii

Ryc. 1. Zmiany wybranych paramétré wody w okresie prowadzenia badan (rok 2015) F ig. 1 . Changes of selected paramete rs of water during the te st period (year 21015) Zrôdlo: Opracowanie wfasne. Source: Own elaboration.

D01:10.12845/bitp.43.3.2016.16

Ryc. 2. Roznice w wartosciach badanych parametrow po wprowadzeniu wody wodoci^gowej do instalacji tryskaczowej Fig. 2. The differences in values of tested parameters once tap water was supplied to the sprinkler system

Zrodlo: Opracowanie wlasne. Source: Own elaboration.

W dalszej analizie porównano procentowe zmiany mak-symalnych i minimalnych wartosci wybranych parametrów wody wodoci^gowej z wynikami badan wody pobranej z instalacji tryskaczowej z dwóch wielkopowierzchniowych obiektów handlowych zlokalizowanych w róznych miejscach, przyl^czonych do tego samego systemu zbiorowego zaopa-trzenia w wod§. Róznice w wartosciach badanych parametrów mi^dzy wodij wodoci^gow^ a wod^ pobran^ z instalacji tryskaczowej przedstawiono na ryc. 2.

4. Dyskusja nad wynikami

4.1. Problemy ekspl oatacyjne

W procesie eksploatacyjnym instalacji tryskaczowych za-silanychwodíj z systemu dystrybucji zbiorowego zaopatrze-nia w wod§ mog^ zachodzic niekorzystne procesy, takie jak korozja, zarastanie osadami i ichwytr^canie lub powstawanie biofilmu w samej instalacji i j ej uzbrojeniu. St^d tez niezb^dne staje ri§ okreslenie parametrówfizyczno-chemicznych wody z systemu dystrybucji, które mog^ miec bezposredni wplyw na stan techniczny wbudowanych wobiekty budowalne sta-lych urz^dzeñ gasniczych wodnych [3].

Najcz^stsze powody niezadzialania oraz nieprawidlowego dzialania instalacji tryskaczowej przedstawiono na ryc. 3.

Na podstawie zaprezentowanych danych mozna zauwa-zyc, ze niewlasciwa eksploatacjastalych urz^dzeñ gasniczych wodnych to jedynie 7% przyczyn niezadzialania systemu w razie zaistnienia pozaru.Zdecydowanie wi^cej, bo az 17%, stanowi^ bl^dy ludzkie, np. omylkowe uruchomienie instalacji przed jej automatycznym zal^czeniem. Niepokoj^ce na-tomiast mog^ byc dane zaprezentowane w cz^sci b ryciny 3. 73% wszystkich przyczyn niewlasciwej pracy systemu dotyczy wody. Najcz^sciej s^ nimi zbyt mala ilosc wody i niewystar-czaj^cy zasi^g samych zraszaczy. Nasuwa to podejrzenie, ze w systemie przewodów analizowanych urz^dzeñ gasniczych zaistnialy procesy, które mogly spowodowac zmniejszenie wydajnosci samego tryskacza. Takie przypadki negatywnego wplywu jakosci wody na stan przewodów instalacyjnych s^ znane. Niestabilna chemicznie woda wykazuje wlasciwosci do tworzenia powlok ochronnych (wytr^cania wodorotlen-ków zelaza, manganu, powstawania osadów w^glanu wap-nia). Prowadzi to do zarastania przewodów (zmniejszenia przekroju poprzecznego), tym samym calkowitej zmiany wa-

runkow hydraulicznych pracy stalego urz^dzenia gasniczego wodnego. Ponadto woda dzialaj^ca agresywnie na scianki przewo dow instalacji tryskaczowych moze przyczyniac si§ do powstawania w nich licznych produktow korozji, ktore mog^ ograniczac wydajnosc tych instalacji.

4.2. Woda w systemach zbiorowej dystrybucji

Woda zasilaj^ca stale urz^dzenia gasnicze wodne najcz^-sciej jest dostarczana z systemow zbiorowego zaopatrzenia w wod§, w ktorych poddawana jest roznorodnym procesom technologicznym oczyszczania. Jakosc wody wodoci^gowej jest stale monitorowana i scisle okreslona odpowiednim roz-porz^dzeniem. Woda jest bezpieczna dla zdrowia ludzWe-go, jezeli nie zawiera mikroorganizmow chorobotworczych i pasozytoww liczbie stanowycej potencjalne zagrozenie dla zdrowia czlowieka, wszelkich substancji w st^zeniach stano-wzcynh potencjalne zagrozeniedla wdrowia ludzkiego oraz nie ma agresywnych wlasnosci korozyjnych [4].

Jedn^ z najwazniejszych wlasciwosci eksploatacyjnych wody jest jej korozyjnosc, ktorej skutkiem moze byc niszcze-nie instalacji lub ograniczanie jej wydajnosci. Korozja instalacji zasilanych wod^ wodoci^gow^ jest nieunikniona, lecz moze zostac spowolniona lub ograniczona. Obecnie w Pol-sce wklu badaczy [8-10] podejmuje temat ochrony przewodow instalacyjnych przed korozj^. Do tej pory nie opraco-wano jednak skutecznej metody. Przyczyn^ tej sytuacii jest zlozonosc zjawiska korozji przewodow instalacyjnych, ktora zalezy od bardzo wielu czynnikow. Oczywiscie korozja przewodow instalacyjnych dotyczy przewodow wykonanych ze stali i stali ocynkowanej. Obecnie z tego materialu wykonuje si§ glownie elementy stalych urz^dzen gasniczych wodnych wbudowanych w budynki. Proces korodowania przewodow stalowych prowadzi nie tylko do zwi^kszenia prawdopo-dobienstwa wyst^pienia awarii, lecz w przypadku instalacji tryskaczowej, moze prowadzic posrednio do uszczerbku na zdrowiu lub utraty zycia osob korzystaj^cych z budynkow, w ktorych tego rodzaju urz^dzenia przeciwpozarowe s^ za-montowane. Nalezy pami^tac, ze stale urz^dzenia gasnicze wodne nie s^ projektowane do walki z ogniem, lecz do za-pobiegania rozprzestrzenianiu si§ pozaru oraz wydluzenia bezpiecznej ewakuacji osob z budynku. Dlatego niezawodne dzialanie tych urz^dzen jest bardzo istotne. W zwi^zku z po-wyzszym, w opinii autorow, nalezy okreslic czynniki koro-

ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ

D01:10.12845/bitp.43.3.2016.16

a)

b)

Wylqczenie systemu przed pozarem (System shut off before fire)

R^czna interwencja w systemie ochrony przeciwpozarowej (Manual intervation defeated system)

Uszkodzony komponent (Demaged component)

Brak konserwacji (Lack of maintenance)

Nieodpowiedni system ochrony pozarowej (Inappropirate system for type of fire)

64%

17%

7%

7%

5%

Ryc. 3. Udzial procentowy przyczyn niezadzialania instalacji tryskaczowej: a) przyczyny niezadzialania instalacji tryskaczowej, b) przyczyny,

ktoreuniemozliwily prawidlowe dzialanie instalacji tryskaczowej [6-7] Fig. 3. Percentage contribution of tire reasons of the sprinkler system not responding: a) reasons why the sprinkler system did not work, b)

causes which prevented proper operation of khe sprinkler system [6-7]

zyjne bçd^ce skladnikami wody zasilaj^cej stale urz^dzenia gasnicze wodne.

4.3. Korozyjne parametry wody

Sklonnosc materialu instalacji tryskaczowej do korodo-wania mozna uznac za pierwszy czynnik maj^cy wplyw na stan techniczny stalych urz^dzen gasniczych wodnych. Dru-gim czynnikiem jest sklad chemiczny wody. Pomimo ze sklad chemiczny wody jest regulowany odpowiednimi przepisami prawa i normami, ze wzglçdu na dynamikç procesow bio-logiczno-chemicznych zachodz^cych w wodzie, technology uzdatniania wody, wplywu samego systemu dystrybucji wody (rodzajow przewodow, ukladu wodoci^gowego, prçdko-sci przeplywu cieczy, nierownomiernosci rozbiorow wody), w niektorych przypadkach mozna mowic o agresywnym od-dzialywaniu wody wodoci^gowej na przewody i wyposazenie stalego wodnego urz^dzenia gasniczego. W wodzie pitnej na potrzeby systemow jej zbiorowej dystrybucji nieustannie za-chodz^ dynamiczne procesy ksztaltuj^ce jej koncow^ jakosc. O ile produkowana woda jest bezpieczna dla czlowieka, to w niektorych sytuacjach przy zaistnieniu pewnych warunkow (dlugi czas stagnacji wody w przewodach, zmiany tempera-tury, czy oddzialywanie mikroorganizmow) moze ona wyka-

zywac agresywne dzialanie na przewody instalacji tryskaczo-wych.

Wyniki przedstawione w tabeli 1 nie daj^ jednoznacznej odpowiedzi o korozyjnym charakterze wody. Dlatego do dal-szej analizy wybrano te, ktore s^ najczçsciej wymieniane row-niez przez innych badaczy, a mianowicie:

1. Zawartosc zwi^zkow mineralnych. Wzrost ich wartosci moze podwyzszyc tempo korozji przewodow poprzez zwiçkszanie przewodnictwa wlasciwego, a ponadto moze rozpuszczac wytr^cone osady. Im wyzsza mineralizacja, tym bardziej sprzyjaj^ce warunki dla reakcji elektroche-micznych. Dodatkowo duza zawartosc jonow chlorko-wych moze powodowac korozjç wzerow^.

2. Odczyn wody. Im nizszy odczyn wody, tym bardziej ko-rozyjny charakter wody. Przy pH w zakresie od 6,5 do 9,5 najczçsciej moze wystçpowac korozja wzerowa.

3. Twardosc wody. Jest to jeden z glownych parametrow decy-duj^cych o korozyjnym charakterze wody. Najwiçksze wlasciwosci korozyjne mj wody miçkkie. W wodach o niskiej twardosci wçglanowej obecny jest agresywny dwutlenek wç-gla, ktory rozpuszcza warstwy ochronne i produkty korozji;

4. Mikroorganizmy. Ich obecnosc w przewodach instalacji zasilanych wod^ wodoci^gow^ sprzyja rozwojowi korozji.

Ilosc mikroorganizmów zalezy od uzytego srodka dezyn-fekuj^cego oraz zawartosci zelaza, siarczków, amoniaku i zwi^zków organicznych.

Wyzej wymienione parametry wody wedlug wielu ba-daczy z pewnosci^ przyczyniaj^ si§ do powstawania korozji przewodów instalacji zasilanych wod^ wodoci^gow^ [3], [8-9]. Jednakze na korozyjny charakter wody mog^ miec tez wplyw inne czynniki, takie jak [10]:

1. Temperatura wody - im wyzsza temperatura, tym wi^ksza podatnosc na powstawanie korozji wzerowej [11].

2. Wlasciwosci mechaniczne przewodów stalowych uzytych do budowy stalego urz^dzenia gasniczego wodnego, takie jak chropowatosc (która jest czynnikiem sprzyjaj^cym niszczeniu wewn^trznych powierzchni przewodu). Nie-jednorodna powierzchnia wewn^trzna przewodów stalowych jest bardziej podatna na tworzenie si§ lokalnych ognisk korozji.

3. Dokladnosc wykonawstwa. Jest to z reguly pomijany czynnik, lecz w przypadku instalacji wykonywanych ze stali, a takimi s^ instalacje tryskaczowe, niezwykle istotny. Zastosowanie niewlasciwych chlodziw, nierozpuszczal-nych w wodzie, podczas wykonywania pol^czen gwinto-wanych instalacji moze przyspieszac korozji przewodów instalacji tryskaczowych.

4. Czas postoju to kolejny czynnik, który moze miec wplyw na korozyjny charakter wody wobec przewodów instalacji tryskaczowych. W instalacjach tego rodzaju, zgroma-dzona woda pozostaje w instalacji przez dluzszy czas, co moze wplywac na rozwój biofilmu i moze przyspieszac proces korozji.

Powyzszy krótki przegl^d problemu uzmyslawia jego istotnosc w aspekcie niezawodnego dzialania instalacji try-skaczowych.

4.4. Zmiennosc wybranych parametrów wody

Na podstawie wyników zaprezentowanych na ryc. 1 moz-na zauwazyc okresow^ zmian^ wybranych parametrów wody wodoci^gowej. Sytuacja ta wynika z tego, ze woda wodoci^-gowa w rozpatrywanym systemie dystrybucji pobierana jest z dwóch zródel: wód powierzchniowych oraz wód gl^bino-wych. Nast^pnie woda zostaje wymieszana i poddana proce-sowi uzdatniania. W okresie letnim odnotowuje si§ niewielki spadek wartosci odczynu, natomiast wyraznie wzrasta prze-wodnosc. Moze to sugerowac wi^ksz^ zawartosc substancji rozpuszczonych w analizowanej wodzie. Zauwazyc mozna równiez, ze nie wszystkie parametry byly badane co miesi^c.

Na podstawie danych zaprezentowanych na ryc. 2 widac, ze sklad chemiczny wody wodoci^gowej po wprowadzeniu do systemu przewodów instalacji tryskaczowej zmienia si§. Zauwazalny jest spadek odczynu wody, twardosci i zawartosci azotanów, rosnie natomiast przewodnosc wody oraz zawartosc siarczanów. Spadek odczynu wody oraz twardosci w^glanowej wody moze wskazywac na korozyjny charakter wody w przewodach instalacji tryskaczowej. Nie s^ to jednak jedyne wskazniki swiadcz^ce o korozyjnosci wody wodoci^-gowej. Niezb^dna jest tez znajomosc parametrów, takich jak: st^zenie chlorków oraz siarczanów. Stale zachodz^ce procesy biochemiczne w wodzie zmieniaj^ jej parametry, w prezento-wanym przypadku na nieznacznie gorsze.

5. Podsumowanie i wnioski

W artykule podj^to prób^ oceny jakosci wody zasilaj^-cej stale urz^dzenia gasnicze wodne ze zbiorowego systemu zaopatrzenia, jakim jest miejska siec wodoci^gowa. Omó-wiono i zidentyfikowano glówne parametry wody mog^ce

BiTP Vol. 43 Issue 3, 2016, pp. 185-194 D01:10.12845/bitp.43.3.2016.16

miec wplyw na korozyjny charakter wody wodoci^gowej na przewody instalacji tryskaczowej. W dalszych badaniach po-winna byc podj^ta proba weryfikacji wplywu jakosci wody na korozyjnosc wobec przewodow instalacji tryskaczowej. W tym celu niezb^dne jest wyznaczenie wartosci typowych indeksow opisuj^cych korozyjny charakter wody, takich jak: indeks Langeliera, Ryznara i w szczegolnosci Larsona-Skolda. W zaprezentowanych wynikach stwierdzono znaczn^ zmian^ parametrow wody zasilaj^cej po wprowadzeniu jej do instalacji tryskaczowej. Stanowi^ one podstaw^ do opracowania metody eksploatacji stalych wodnych urz^dzen gasniczych, ktora pozwalalaby na monitorowanie szybkosci korozji lub jej znacz^ce ograniczenie. Wprowadzona woda zasilaj^ca zmienia swoje parametry pod wplywem wielu czynnikow i pomi-mo ze w sieci wodoci^gowej moze nie wykazywac korozyj-nego charakteru, to moze je wykazywac w obr^bie stalych urz^dzen gasniczych wodnych. Obecnie istniej^ce metody eksploatacji tego typu urz^dzen mog^ nie zapewnic wlasciwe-go utrzymania stanu technicznego urz^dzen, a w przyszlosci mog^ wplywac na skutecznosc ich dzialania w razie wyst^pie-nia pozaru. Konieczne s^ dalsze badania nad poszukiwaniem parametrow lub parametru wody, ktory jednoznacznie mogl-by wskazywac korozyjny charakter wody, np. indeks Larso-na-Skolda. Jednoczesnie z eksploatacyjnego punktu widzenia parametr ten musi charakteryzowac si§ prostot^ pomiaru i znacz^c^ miarodajnosci^. Wzajemne porownanie parametrow wody wodoci^gowej oraz wody wypelniaj^cej przewody instalacji tryskaczowej pozwoli okreslic, jakie czynniki mog^ miec najwazniejszy wplyw na skutecznosc dzialania stalych wodnych urz^dzen gasniczych. Pozwoli to na zebranie do-statecznej ilosci informacji naukowej maj^cej charakter po-znawczy. Dzi^ki podj^ciu odpowiednich dzialan na podstawie przeprowadzonych badan w przyszlosci mozliwe b^dzie zapewnienie niezawodnego i skutecznego dzialania instalacji tryskaczowych.

Literatura

[1] Wrzesinska J., Rozwoj wielkopowierzchniowych obiektow han-dlowych w Polsce, „EIOGZ" 2008, 72, 161.

[2] European Shopping Development Report, Cushman & Wakefield, April 2015.

[3] Serejko G., Denczew S., O potrzebie badania jakosci wody zasi-lajqcej stale urzqdzenia gasnicze wodne, „Ochrona Przeciwpo-zarowa" 2014, (50)4, 18-20.

[4] Rozporz^dzenie Ministra Zdrowia z dnia 13 listopada 2015 r. w sprawie jakosci wody przeznaczonej do spozycia przez ludzi (Dz. U. 2015, poz. 1989).

[5] Loga M., Nawalany M., Analiza dostgpnych danych pomiaro-wych i aktualnych metod statystycznych oraz potrzeb WIOS w zakresie metod statystycznych, Raport A-1, WIOS Krakow, Warszawa 2009.

[6] Hall J.R., Jr., Report: NFPAs "U.S. Experience with Sprinklers", June 2013.

[7] Leong Poon, Assessing the reliance of sprinklers for active protection of structures, "Procedia Engineering", 2013, 62, 618-628.

[8] Kucharski M., Analiza zmian ilosci ubocznych produktow chlo-rowania i ozonowania w wodzie wodociqgowej w Bialymstoku, „Ochrona Srodowiska" 2011, 33(3).

[9] Kowal A. L., Ochrona sieci wodociqgowej przed korozjq i zara-staniem, „Ochrona Srodowiska" 1997, 67(4).

[10] Fiertak M., D^bska D., Przyczyny korozji ocynkowanych rur stalowych stosowanych w systemach rozprowadzania i magazyno-wania wody, „Przegl^d budowlany" 2012, 6, 23-26.

[11] PN-EN 12502-3:2006 Ochrona materialow metalowych przed korozjq. Wytyczne do oceny ryzyka wyst^pienia korozji w systemach rozprowadzania i magazynowania wody. Cz^sc 3: Czynniki oddzialuj^ce na materialy zelazne ocynkowane zanu-rzeniowo.

ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ D01:10.12845/bitp.43.3.2016.16

prof. dr hab. inz. Slawczo Denczew - polski naukowiec, profesor zwyczajny Szkoly Glównej Sluzby Pozarniczej w Warszawie, profesor nadzwyczajny Politechniki Warszawskiej Filia w Plocku. Byl naczelnym inzynierem oraz dwukrotnie pelni^cym obo-wi^zki dyrektora naczelnego (1992, 2001-2003) Miejskiego Przedsiçbiorstwa Wodoci^gów i Kanalizacji w m.st. Warszawie. Jest specjalist^ z zakresu wodoci^gów i kanalizacji, przeciwpozarowego zaopatrzenia w wodç oraz organizacji i zarz^dzania infra-struktur^ komunaln^, w szczególnosci sektorem wodoci^gów i kanalizacji w sytuacjach kryzysowych.

mgr inz. Grzegorz Serejko - absolwent Wydzialu Inzynierii Srodowiska Politechniki Warszawskiej (kierunek inzynieria srodo-wiska). Od 2008 roku pracownik naukowo-dydaktyczny Politechniki Warszawskiej w filii w Plocku. Zatrudniony na stanowisku asystenta. Obecnie doktorant prof. dr. hab. inz. Slawczo Denczewa. Prowadzi badania dotycz^ce wplywu jakosci wody zasilaj^cej stale urz^dzenia gasnicze wodne na sprawnosc i skutecznosc ich dzialania. Obszar zainteresowan naukowych obejmuje szeroko rozumian^ inzynieriç srodowiska, fizykç budowli oraz przeciwpozarowe zaopatrzenie w wodç.