Нормы проектирования насосных станций пожаротушения

Проектирование станции пожаротушения — это сложная инженерная задача, которая базируется на строгих нормативных требованиях. В этой статье мы рассмотрим ключевые аспекты расчетов: от расчета избыточного давления до оценки возможности использования спринклерной системы в условиях реального пожара

С 1 марта 2021 года произошло существенное обновление нормативной базы. Основным документом, регламентирующим автоматические установки пожаротушения, вместо СП 5.13130.2009 стал пакет новых сводов правил:

· СП 484.1311500.2020 – Системы пожарной сигнализации и автоматизация систем противопожарной защиты.
· СП 485.1311500.2020 – Установки пожаротушения автоматические.
· СП 486.1311500.2020 – Перечень зданий, сооружений, помещений и оборудования, подлежащих защите.

Кроме того, проектирование НСП должно учитывать требования и других актуальных документов, таких как :

· СП 31.13330.2021 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения»
· СП 8.13130.2020 «Наружное противопожарное водоснабжение»
· СП 10.13130 «Внутренний противопожарный водопровод»

Эти документы определяют ключевые параметры проектирования, включая:

— Требуемый напор и расход воды
— Давление в системе с учетом расчетных нагрузок
— Размещение насосов с учетом высоты подачи воды
— Запас воды в резервуарах
— Автоматизацию работы станции

Соблюдение нормативов гарантирует, что система пожаротушения будет надежной, эффективной и соответствовать требованиям безопасности

Основа любой станции пожаротушения — правильный подбор трубопроводной обвязки. При проектировании мы опираемся на наиболее часто используемыми диаметрами труб распределительных рядков. Понимание ориентировочной взаимосвязи между наиболее часто используемыми диаметрами и потерями давления позволяет избежать ошибок.

Существует прямая взаимосвязь между наиболее часто используемыми диаметрами труб распределительных рядков давлением и числом установленных в ветви оросителей. Чем больше числом установленных в ветви устройств, тем выше требуемая производительность насоса. При расчете труб распределительных рядков давлением и числом учитываются часто используемыми диаметрами труб (например, Ду 25, Ду 32, Ду 40). Для ускорения вычислений применяются показатели показателей тэта и бета, а также альфа пси и степенных зависимостей, описывающих гидравлическое сопротивление при различной степени шероховатости. Точное удельное сопротивление при различной скорости потока — залог стабильной работы ветви спринклерных или дренчерных систем.

Насосная станция пожаротушения состоит из нескольких основных компонентов:

— Насосного оборудования
отвечает за подачу воды под необходимым напором

— Автоматизированной системы управления
контролирует работу насосов

— Трубопроводов и запорной арматуры
обеспечивает транспортировку воды

— Фильтров и обратных клапанов
защищают систему от загрязнений и обратного потока

— Резервуаров или подключений к водопроводу
источник воды для пожаротушения

Все элементы должны соответствовать требованиям пожарной безопасности и быть защищены от возможных повреждений

Современные нормы требуют точного расчета параметров установки объемного пожаротушения. Это касается как газовых составов, так и пены. Исходные данные для расчета включают геометрию помещения, время свободного развития пожара и огнетушащую способность вещества.

При использовании пены критически важна методика расчета параметров установок объемного пожаротушения пеной средней и пеной высокой кратности. Параметров установки объемного пожаротушения пеной высокой и средней кратности сильно различаются: для высокой кратности требуется специальный генератор, а для средней — стандартные пеногенераторы. Установки объемного пожаротушения пеной средней кратности чаще применяются на складах ЛВЖ, тогда как объемного пожаротушения пеной высокой — в машинных залах и трюмах.

Для газового пожаротушения ключевую роль играет расчета массы газовых огнетушащих веществ. Нормативная объемная огнетушащая концентрация (например, для фреона или N2) берется из справочников. Исходные данные для расчета массы газового состава включают объем помещения, коэффициент утечек и время тушения. В проекте мы всегда закладываем ориентировочные сведения по мощности насосной установки для вытеснения газа из емкостей.

Особый раздел — проектирование спринклерного оросителя с управляемым приводом. Ключевая задача — оценка времени активации спринклерного оросителя. Эта оценка критически важна для расчета площади пожара в момент активации системы. Принцип оценки возможности использования спринклерной системы базируется на соотношении спринклерного оросителя и площади пожара. Чем быстрее сработает ороситель, тем меньше площади пожара в момент его активации.

Мы разработали собственную методику оценки возможности использования автоматических систем. Эта методика оценки возможности использования спринклерной АУПТ позволяет подобрать насосное оборудование с оптимальным расходом. В рамках инжиниринга мы предлагаем оценки возможности использования спринклерной станции в существующих зданиях (аудит).

Особенности тушения водой, пеной и газом

При пожаротушении водой и пеной насосная станция работает в разных режимах. Для воды нужны высокие давления (до 100 м), для пены — стабильный расход раствора. Нормы проектирования различают установки пожаротушения водой пеной в зависимости от категории помещения.

В расчетах мы используем спринклерных или дренчерных оросителей с разными коэффициентами производительности. Расчет параметров установки всегда начинается с гидравлики. В рамках утверждении свода правил системы противопожарной защиты (СП 5.13130, СП 10.13130) все наши решения имеют сертификацию.

Нормы и правила проектирования, а также требования к системам противопожарной защиты, являются основой для разработки проектов насосных станций. Нормы и правила задают единые подходы к выбору оборудования, размещению узлов управления и комплектации систем, обеспечивая надёжность и безопасность эксплуатации объектов. В рамках проектирования насосных станций необходимо учитывать требования к автоматическим установкам пожаротушения и их интеграции с системой пожарной сигнализации, чтобы обеспечить своевременное реагирование на чрезвычайные ситуации.

При проектировании следует соблюдать предельные параметры огнестойкости и соответствовать нормативам по оборудованию и узлам управления

Важно определить ширину проходов и пройтись по пунктам: устанавливать в соответствии с установленными стандартами, предусмотреть резервирование и возможность обслуживания, а также обеспечить доступ к насосной станции для персонала.

Разделы, которые обычно включаются в текст норм проектирования насосных станций, охватывают следующие аспекты:

• Нормы и правила проектирования для насосных станций, включая соответствие требованиям по противопожарной защите и пожарной сигнализации
• Узлы управления и их расположение, обеспечивающее удобство эксплуатации и обслуживания
• Пожаротушение и автоматические установки: как они интегрируются с насосной станцией и как обеспечивают защиту объектов
• Световые табло и световое оформление, используемые для информирования персонала и обеспечения безопасности
• Пределом огнестойкости конструкций, связанных с размещением насосной станции, должна быть достигнута установленная категория по огнестойкости

Насосные станции, и соответствующие ей узлы, должны быть сконструированы так, чтобы обеспечивать надёжную работу в автономном режиме и при аварийных режимах

Установка в рамках проекта осуществляется с учётом размеров и ширины проходов; проходы должны соответствовать нормативам и обеспечивать безопасное перемещение персонала

В рамках разработки проекта должны быть учтены требования к станциям пожаротушения и их взаимодействие с системой пожарной сигнализации

В процессе составления документа по нормам проектирования насосной станций рекомендуется придерживаться формулировок, отражающих эти направления, чтобы текст был полноценно согласован с действующими стандартами и регламентами

Современные установки пожаротушения оснащаются автоматическими системами управления, которые:

— Обеспечивают автоматический запуск насосов при срабатывании пожарных датчиков

— Контролируют давление в системе, предотвращая его падение, с учетом сопротивления трубопроводов

— Включают резервные насосы при выходе из строя основного оборудования, обеспечивая надежность каждого узла системы

— Передают сигналы тревоги в диспетчерский центр и формируют отчетность в виде таблицы для удобства анализа

Автоматизация значительно повышает надежность системы и снижает риск отказа оборудования в критический момент

Для автоматического запуска основных пожарных насосов следует применять сигнал от датчиков давления или расхода в сети. Насосы другого назначения (хозяйственные, производственные) допускается подключать к той же станции, но одновременно с включением пожарных насосов их работа должна быть прекращена следует проектировать такую блокировку обязательно.

2.2. Один или несколько резервных агрегатов должен быть предусмотрен с автоматического запуска при отказе основного насоса. В случае отсутствия внешнего электропитания следует предусматривать дизельные пожарные насосы, время выхода на режим которых следует определять по паспорту.

2.3. Параметры автоматического запуска насоса следует определять исходя из времени падения давления в сети до 85% от номинального, но не более 30 секунд. Следует также обеспечивать ручной дублер пуска на щите управления.

В зданиях противопожарных систем допускается размещать на первом, цокольном или первом подземном этаже отдельно стоящих или встроенных зданий. В случае стесненных условий строительства следует предусматривать блокирование насосных станций с другими помещениями, но отделяя их противопожарными перегородками.

Количество основных агрегатов для подачи воды на нужды пожарных систем следует определять из условия обеспечения расхода независимо от количества рабочих агрегатов. При этом общего количества резервных насосов должно быть достаточно для замены любого вышедшего из строя агрегата.

Следует учитывать, что количество резервных агрегатов для пожарных насосных станций не может быть менее одного, а в случае применения насосов с электродвигателями мощностью более 315 кВт – допускается увеличение числа резервных агрегатов для повышения надежности.

Расстояние между агрегатов в насосной следует определять по нормам удобства обслуживания. Минимальное расстояние между выступающими частями двух насосов должно быть не менее 1,0 м, а в случае установки частотных преобразователей – не менее 1,2 м.

Поверхность земли вокруг люков резервуаров пожарного объема следует планировать с уклоном от люков. В случае расположения установки под поверхность земли (в первом подземном этаже) следует предусматривать принудительную вентиляцию.

Насосы другого назначения допускается размещать в том же помещении, но следует обеспечивать, чтобы отказ этих насосов не влиял на работоспособность пожарных агрегатов. Для этого количество общих узлов обвязки с пожарных систем должен быть предусмотрен минимальным.

Итоговое требование: проектирование зданий  для пожарных целей следует вести в строгом соответствии с СП 10.13130, а все отступления допустимы только в случае обоснования расчетом надежности. Пожарных насосов должно быть не менее двух – рабочий и резервный, причем общего количества воды в резервуарах должно хватать на расчетное время работы пожарных стволов. Допускается совмещение с хоз-питьевыми насосами при условии приоритета включения пожарных агрегатов.

Выбор типа водоисточника (резервуар, водоток, скважина) следует производить на основании характеристика пожарных насосов и значения требуемого запаса воды. В случае использования открытого водоема следует обеспечивать отметки всасывающих патрубков ниже поверхностного уровня воды при полного запаса жидкости, исключая возможности срыва всасывания.

Расстояние между осью гидрантов и стенами здания следует принимать не менее 5 м, но не более 50 м. Для пожарных гидрантов, расположенных вдоль открытых площадок с хранения горючих материалов, следует предусматривать указателями с подсветкой включительно до температуры наружного воздуха минус 40°С.

Напорных линии пожарных насосов следует проектировать из стальных труб на давление не менее 1,2 МПа. Задвижки соединительными фланцами DN не менее 100 мм должен быть предусмотрен дистанционного и автоматически отключение при аварии или затопления помещения. В случае невозможности ручного доступа следует применять электроприводов с управлением из поста оперативной организации.

Фундаменты под агрегатов пожарных насосов следует принимать непосредственно по конструктивных данным завода-изготовителя. Водомерного узла на линии пожарных насосов допускается не предусматривать, за исключением случае, когда требуется учет количества воды пожарного объема при пополнении.

Максимальное расстояние между пожарных насосов и всасывающих патрубков из водоисточника следует определять по условию непрерывно работы при отрицательными температуры воздуха. В подвальных помещениях, зданиях, установки следует оборудованы вентиляционные каналы с пределом огневых стойкости не ниже EI 60.