Классификация систем противопожарного водоснабжения

Современные системы водоснабжения – это сложный комплекс инженерных сооружений, которые обеспечивают надежную подачу воды в необходимом количестве и давлении до каждого потребителя. Одной из категорий системы водоподачи является противопожарное водоснабжение. Оно определяется совокупностью мероприятий по обеспечению необходимым объемом воды потребителей, которое направляется на тушение пожаров. Поэтому еще на стадии проектирования объекта, неважно, это будет жилое здание или промышленная территория, сразу же учитывается не только хозяйственно-питьевой водопровод или технический, но и противопожарный.

Система противопожарного водопровода

Разновидности пожарного водоснабжения

В основном пожарное водоснабжение разделяется на два вида:

Первый – это система, которая может подавать воду с необходимым давлением на тушение самого большого здания проектируемого объекта. При этом подача воды большого объема должна начинать подаваться в течение первых пяти минут. Для этого используются специально установленные стационарные насосы. Для них обычно выделяется отдельное помещение или целое здание. Такое водоснабжение может потушить пожар любой сложности без привлечения пожарных машин.

Вторая группа – это водопровод, из которого вода через гидранты и с помощью насосов подается в зону тушения пожара. Соединяются насосы с гидрантами специальными пожарными шлангами.

Насосная станция

Необходимо отметить, что все сооружения и установленные в них оборудование проектируется таким образом, чтобы для пожарных мероприятий выделялось столько воды, которой бы хватила для тушения пожара. Но при этом и хозяйственно-питьевой водопровод, и технический (технологический) работали в полную силу. То есть, один вид водопровода не должен мешать остальным. При этом обязательно производится задел воды, как неприкосновенный запас. Ее обычно аккумулирует в подземных резервуарах, в открытых бассейнах или в водонапорных башнях.

В схему противопожарного водоснабжения входит также насосно-рукавная система. По сути, это установленные насосы (первого и второго подъема), трубопроводы, по которым к каждому объекту подается вода, а также пожарные рукава, которые скручиваются и убираются в специальные ящики. Последние окрашиваются в красный цвет, обозначая отношение к противопожарной системе водоснабжения.

Пожарный ящик

Другие варианты классификации

Существует и другое разделение систем противопожарного водоснабжения.

• По виду обслуживание. Делится оно на городские сети, районные, поселковые, заводские, железнодорожные, сельскохозяйственные и так далее.
• По способу подачи воды. Здесь определяется источник противопожарного водоснабжения. Это могут быть открытые источники (озера, реки, пруды и так далее) или закрытые (скважины, колодцы, родники). Нередко для полного обеспечения водой в необходимом объеме две системы объединяются.

Внимание! По статистике водозабор для системы пожаротушения из подземных источников составляет всего лишь 16%, из открытых 84%.

Сам пожарный водопровод делится на внешний и внутренний. Первый – это насосные станции, трубопровод и гидранты, расположенные на территории. Второй – это трубопроводы, разбросанные внутри зданий и соединенные с внешним водопроводным комплексом.

В небольших поселках, на мелких фабриках и заводах система пожарного водоснабжения не устраивается, как отдельная единица инженерных сооружений. Она объединяется с другими водопроводными сетями, то есть вода, к примеру, для тушения пожара берется прямо из хозяйственно-питьевой системы. Хотя во многих местах система пожарной безопасности организуется из специальных машин, которые пополняют свой запас воды из открытых или закрытых источников напрямую. То есть, как таковой насосно-рукавной системы пожарного водоснабжения нет.

Забор воды из открытого водоема

Источники водоснабжения

Итак, два источника забора воды определяют и две группы противопожарного водопровода. Выбор одно из них определяется местными условиями, которые должны обеспечить необходимый объем для тушения пожара. То есть, если рядом с объектом располагается река, то лучше всего забор воды делать из нее. Но использование источника должно определяться следующими условиями.

• необходимый объем воды;
• самый простой способ ее забора, то есть, экономически оправданный;
• оптимально, если вода в источнике будет чистой без большой степени загрязнения;
• чем ближе он располагается к объекту, тем лучше.

Как уже было сказано выше, источниками наружного противопожарного водоснабжения могут быть открытые водоемы и глубинные сооружения. С открытыми все понятно. А вот что касается глубинных, то тут есть несколько позиций, отличающихся друг от друга различными водоносными пластами в плане структуры и расположения.

• Водонапорные слои, которые сверху защищены водонепроницаемыми пластами.
• Безнапорные слои со свободной поверхностью, которые не защищены водонепроницаемыми слоями.
• Родниковые источники. По сути, это подземные воды, которые лежат близко к поверхности земли, поэтому пробиваются через небольшой слой грунта на поверхность.
• Так называемые шахтные воды. Это техническая вода, которая сливается в водоотливные сооружения при добыче полезных ископаемых.

Гидрант на скважину

Схемы пожарного водопровода

Схема внешней части является самой простой, потому что она определяется трубопроводом, проведенным от источника забора воды, до насосной станции и далее к зданиям. А вот внутреннее противопожарное водоснабжение может быть разным. И в их основе лежат условия создания напора внутри системы, необходимого для тушения пожара.

Самая простая схема – это система, в которой кроме труб нет никаких других приборов и устройств. То есть, напора воды из внешнего пожарного водопровода хватает, чтобы решить проблемы пожарной безопасности.

Вторая схема – это трубопровод, в который устанавливается дополнительный насос. Его называют обычно насосом второго подъема. Его устанавливают только в том случае, если напор в основной линии подачи воды небольшой. То есть, его не хватает для тушения пожара. Но данный напор обеспечивает полностью водой хозяйственно-питьевую систему. Поэтому насос устанавливается после развилки трубопровода, которая делит весь водопровод на две части: хозяйственно-питьевую и противопожарную.

Внимание! Пуск насоса второго подъема и открытие задвижки после него производится автоматически сразу после нажатия кнопки в любом пожарном ящике.

Третья схема – это противопожарное водоснабжение, в которое устанавливается накопительный водонапорный бак и насос. Она используется в том случае, если давление в основной сети небольшое. Схема работает так: насос закачивает воду в бак, а уже оттуда она поступает на гидранты по всей разбросанной трубной разводке. По сути, сам бак выполняет функции напорно-регулирующего резервуара. При этом он обеспечивается автоматикой поплавкового типа. Когда вода в нем опускается до определенного уровня, тут же включается насос, который закачивает воду в него.

Схема пожарного водопровода с водонапорным баком

Данная схема хорошо работает для объединенной системы, когда в один контур соединены пожарный водопровод и хозяйственно-питьевой. То есть, пожарный насос обеспечивает необходимым давлением и системы для хозяйственных и питьевых нужд. При этом избыток воды поступает сразу в бак. Кстати, у таких емкостей нет сливных патрубков, то есть, вода в канализацию не сбрасывается. Она просто поступает в сеть. Если объем потребления резко увеличивается, то насос начинает работать беспрерывно.

В данную схему можно дополнительно установить еще один насос. То есть, один будет качать воду для хозяйственных нужд, второй будет включаться только при пожаре, когда потребление воды резко увеличивается, и первый насосный агрегат с подачей не справляется. Кстати, на фото выше показана именно эта схема, где под номером один располагается насос для хозяйственных нужд и питья, а под номером два – пожарный агрегат.

Правда, необходимо отметить, что такая система противопожарного водоснабжения используется только в домах повышенной этажности. Все дело в том, что самое сложное в этой схеме – это установить на необходимой высоте водонапорный бак, который должен обеспечить напором всю систему.

В четвертую схему монтируется вместо водонапорного резервуара бак пневматический, а вместо насоса компрессор. Иногда производят совмещение двух баков. То есть, устанавливается и водяной, и пневматический. Принцип работы такой системы заключается в том, что закаченный в емкость воздух создает необходимое давление в системе, которого хватает, чтобы создать напор воды для тушения пожара. Но понятно, что водяной бак будет опустошаться, поэтому в схему устанавливается насос, который будет его заполнять. Он включается автоматически от поплавкового выключателя, установленного в сам бак. Данную схему используют лишь в том случае, если давление в основном водопроводе не превышает 5 м и есть возможность установить водонапорный бак на необходимую высоту.

Схема пожарного водоснабжения с двумя баками: водонапорным и пневматическим

Все выше показанные на фото схемы являются тупиковыми. То есть, их конечная цель – потребитель в виде гидранта. Но есть и кольцевые сети, основным преимуществом которых является возможность отключить один участок при работе всех остальных. К примеру, если этот участок аварийный. Обычно такие схемы используются там, где всегда присутствует необходимость в потреблении воды, и при этом сам противопожарный водопровод исполняет функции технологического или хозяйственного. К примеру, в банях.

Внимание! Кольцевая внутренняя система противопожарного обеспечения должна подключаться к внешнему водопроводу как минимум в двух местах.

Кольцевая схема пожарного водопровода

Особенности пожарного водоснабжения

• Требования, определяющие нормы сооружения и эксплуатации противопожарных систем, основываются на своде правил «СП8.13130-2009».
• Основываясь на СП (наружное и внутреннее пожарное водоснабжение), необходимо строго соблюдать проектные изыскания, которые определяют схему системы, материалы и оборудование, которые входят в ее конструкцию. Это в основном касается материала и диаметра труб, а также мощности и напора насосного оборудования.
• Если есть возможность, то лучше проводить объединение различных водопроводов в одну сеть. Но тут необходимо учитывать интенсивность использования каждой сети. Поэтому лучше всего объединять пожарную и хозяйственную сеть. Если объединяются техническая (технологическая) и противопожарная, то необходимо учитывать режим потребления воды для технических нужд.

Итак, это все о противопожарном водоснабжении. Как видите, система пожарного тушения достаточно сложная. И хотя при малом наличии в ней оборудования, она, как показывает практика, достаточно разветвленная. И чем больше на объекте мест, которые попадают под категорию пожарной опасности, тем больше точек, куда должна быть проведена труба от этой системы.

Насосные станции пожаротушения: виды и требования

Существует оборудование инженерно-технических систем обеспечения безопасности людей в зданиях/сооружениях, одно название которого внушает надежду своей основательностью и надежностью. Например, внутренний противопожарный водопровод (ВПВ) с установленными на нем ПК, стационарные системы пожаротушения. Их основным узлом, как правило, является насосная станция. Без них борьба с огнем возможна только с использованием переносных порошковых, воздушно-пенных или углекислотных огнетушителей возможна, если, конечно, это помещения/здания небольшой площади.

Насосными станциями пожаротушения (НСП) оборудуются те здания, архитектурно-строительные сооружения, где для защиты помещений устанавливаются водяные/пенные системы АУПТ со спринклерными, дренчерными оросителями; а также монтируется ВПВ – для обеспечения требуемого расхода воды, в том числе суммарного. Они не требуются только для одного вида АУПТ – систем тушения тонкораспыленной водой, чьи модули в своем составе имеют емкости/резервуары с водой, со специальными добавками, и баллоны с вытесняющим газом.

Выбор вида/типа, мощности НСП зависит от характеристики объекта, метода пожаротушения, вида источника водоснабжения, используемого для целей борьбы с огнем – пожарного водоема, резервуара, наружного водопровода предприятия/населенного пункта.

НСП могут быть стационарными, т.е. располагаться в капитальных зданиях, специальных строениях/сооружениях – модулях/блоках, а также быть мобильными/передвижными; в том числе используемыми государственными, ведомственными или частными пожарными подразделениями/формированиями для забора воды из пожарных водоемов, с пожарных пирсов.

В своем составе такое оборудование имеет центробежные самовсасывающие, погружные насосы, специальные насосы – повысители для зданий большой этажности, в зависимости от характеристик объекта; от них же зависит их количество.

Это далеко не полный перечень характеристик/особенностей НСП, поэтому разобраться в различных видах/типах этого важного оборудования – задача этой статьи.

Автоматического пожаротушения

Автоматические установки пожаротушения

К ним относятся все НСП в составе установок/систем АУПТ, а также некоторые виды такого оборудования в системах ВПВ; но часто для последних предусмотрен дистанционный ручной пуск – с помощью кнопок, установленных возле внутренних ПК, ручных пожарных извещателей АПС.

У разных видов/типов АУПТ существуют как значительные сходства, так и различия, особенности. Например, по виду огнетушащего вещества – вода или пена, что зависит от физико-химических свойств пожарной нагрузки, категории по взрывопожарной опасности помещений/здания.

Водяного пенного пожаротушения спринклерные и дренчерные

Самый распространенный и давний вид пожаротушения по очевидным причинам:

• Доступность, дешевизна такого ОТВ.
• Возможность иметь/создать неограниченный или достаточный запас воды.
• Эффективность применения воды, пены для большинства классов пожаров.

Существуют два основных вида такого пожаротушения:

• Спринклерные, работающие точно по очагу пожара, что важно при тушении общественных зданий, т.к. минимизирует косвенный материальный ущерб от воздействия воды/пены на отделку интерьера, мебель, товароматериальные ценности.
• Дренчерные, создающие водяные завесы/экраны на пути распространения огня, в том числе в проемах строительных преград, там, где из-за особенностей технологии производства нет возможности установить противопожарные двери/ворота; а также способные выдавать необходимое количество воды, пены необходимой кратности для тушения пожара при работе по большим площадям производственных объектов.

Вполне уместно сравнить спринклерные установки системы с высокоточным, а дренчерные – оружием массового поражения пожара.

Соответственно, насосные станции водяного/пенного спринклерного и дренчерного пожаротушения отличаются в основном мощностью/производительностью для обеспечения требуемых расходов воды.

Модульные насосные станции

Модульные насосные станции

Это полный комплект технических средств НСП, смонтированные на единой раме. Как правило, они имеют относительно небольшую производительность; но удобны тем, что их установка, монтажно-наладочные работы по подключению к системам АУПТ, ВПВ требуют мало времени, затрат.

Моноблочная насосная станция

Моноблочная насосная станция

Здесь весь комплект необходимого оборудования НСП смонтирован в утепленном блок-контейнере из металла, удобном для транспортировки различными видами транспорта. После установки на территории предприятия, строящегося населенного пункта к ней подключают сети противопожарного водоснабжения территории/зданий, систем АУПТ.

Насосная станция наружного пожаротушения

Насосная станция наружного пожаротушения

В таком качестве часто используются моноблочные, а также модульные НСП, размещенные во временных строениях – контейнерах, утепленных вагончиках, которые можно оперативно установить на выбранной, подготовленной площадке будущего промышленного производства/предприятия для обеспечения ее наружным противопожарным водоснабжением до начала строительных работ по возведению зданий, сооружений, что требуют нормы/правила ПБ.

Полный комплект насосного оборудования, трубопроводной обвязки, контрольно-управляющей автоматики, выбранная требуемая мощность, расход воды для конкретных задач – все это можно без труда выбрать, приобрести у многих российских производителей оборудования систем пожаротушения, водоснабжения.

Подземная насосная станция пожаротушения

Подземная насосная станция пожаротушения

Такое размещение НСП допускается нормами со следующими оговорками:

• Помещение насосной станции пожаротушения, находящееся в 1 подземном этаже здания, должно иметь выход наружу – непосредственно или через лестничную клетку здания/строения.
• Его запрещено оборудовать электрогенераторами с двигателями на жидком топливе в качестве резервного источника электропитания.
• Необходимо обеспечить телефонной связью с пожарным постом, независимым аварийным освещением.

Учитывая то, что такое помещение может быть подтоплено как грунтовыми водами, так и в результате аварии насосного оборудования, тушения пожара, должны быть выполнены следующие мероприятия:

• Электродвигатели всех насосов устанавливаются на высоте не меньше 0, 5 м от пола.
• Самотечный выпуск аварийного объема вод в канализацию или откачка воды из приямка дренажными насосами.
• Производительность дренажного насоса должна обеспечивать невозможность поднятия уровня воды выше низа электроприводов основных и резервного насосов.

Принцип работы станций

Большую часть времени НСП находятся в дежурном режиме. Но, в случае возникновения пожара необходим как быстрый пуск насосов, так и резкий выход на рабочие показатели давления, напора, расхода воды в системах АУПТ, ВПВ.

Принцип работы НСП можно описать следующим алгоритмом:

• Срабатывание извещателей пламени на появление открытого огня, датчиков дыма -на частицы продуктов горения, тепловых пожарных извещателей– на резкое повышение температуры в воздухе защищаемого помещения.
• Тревожное сообщение от ручного пожарного извещателя.
• После обработки сообщений от любого вида пожарных извещателей прибор АПС выдает управляющий сигнал на пульты контроля и управления пожаротушением в составе АУПТ, узлы управления спринклерных/дренчерных установок/систем или непосредственно на запорно-пусковую арматуру – электромеханические задвижки/заслонки, клапана насосных станций.
• Включение рабочего насоса от сигнала ПКУ, прибора АПС, кнопки дистанционного запуска насосной станции ВПВ.
• Повышение давление, генерация требуемого напора воды в питающем трубопроводе водяных/пенных установок пожаротушения.
• Локализация, ликвидация очага пожара в защищаемых помещениях с помощью оросителей, выбрасывающим поток воды или пены.

Перечень базового набора оборудования НСП

• Основной (рабочий) и резервный насосы. Последний вступает в действие как при выходе из строя рабочего агрегата, так и при недостаточном напоре в автоматических системах АУПТ/ВПВ. На крупных объектах количество насосов станции не ограничивается двумя изделиями.
• Всасывающие и нагнетательные трубопроводы/коллекторы.
• Запорно-пусковая арматура, установленная на трубопроводной обвязке насосов.
• Пульт/шкаф автоматического управления, принимающего/передающего сигналы/сообщения.
• Контрольно-измерительные приборы.

Еще на стадии проектирования в зависимости от ситуации, специфики защищаемого объекта этот минимальный комплект оборудования дополняется и другими устройствами.

Требования к насосным станциям

Изложены в СП 5.13130.2009, в котором даны требования к проектированию установок/систем АПС/АУПТ, СП 10.13130.2020 – ВПВ зданий/сооружений.

Обобщенно эти требования выглядят следующим образом:

• Оборудование НСП размещается в отдельном специальном помещении на первом, цокольном, 1 подземном этаже зданий/сооружений или в пристройках к ним, а также в отдельно расположенных строениях различной степени огнестойкости с учетом противопожарных разрывов между ними.
• При размещении в защищаемом здании НСП отделяется противопожарными преградами с пределом стойкости к огню REI 45.
• Из помещения НСП должен быть выход непосредственно наружу/в лестничную клетку здания с отдельным выходом на территорию.
• Возле входа в помещение НСП необходима установка светового табло «Насосная станция пожаротушения», подключенного к сети аварийного/эвакуационного освещения здания.
• Для дублирования автоматического запуска насосов станции системы водяных АУПТ, за исключением спринклерных установок, оснащаются ручным пуском: дистанционным и местным – непосредственно в помещении НСП.
• Выбор основных и как минимум одного резервного насосного агрегата с автоматическим включением производится на основании возможности совместной работы, максимальных значений рабочего давления и расхода воды.
• НСП относятся к I категории – по надежности действия, электроснабжения и обеспеченности водоснабжения.
• В качестве резервного источника электроснабжения допустимо использовать дизельный электрогенератор, насос с приводом от ДВС. Ограничение – запрет на установку такого оборудования в подвальных помещениях.
• Трубопроводы в НСП необходимо выполнять из стальных труб, соединяемых сваркой.
• Электроуправление НСП должно обеспечивать управление электроприводами запорно-пусковой арматуры, автоматический пуск основного и резервного насоса, переключение управления с рабочего источника электроснабжения на резерв.
• Время выхода основного оборудования НСП на рабочий режим – не больше 10 мин.

Отдельно следует рассмотреть вопрос о требованиях ПБ к помещениям НСП, чтобы не получился, как в пословице, сапожник без сапог:

• Если размер машинного зала, т.е. там, где установлены рабочие и резервные насосные агрегаты, имеет размеры 6 х 9 м и больше, то он должен быть оборудован противопожарным водопроводом с установкой ПК с расходом 2, 5 л/с.
• При наличии электродвигателей с напряжением до 1 тыс. В необходимы – 2 воздушно-пенных ручных огнетушителя, ДВС – 4 таких огнетушителя.
• Если электродвигатели с рабочим напряжением больше 1 тыс. В и/или ДВС больше 221 кВт, то дополнительно требуется укомплектовать помещение НСП 2 углекислотными огнетушителями, бочкой с водой (!), двумя кусками войлока, противопожарного полотна или кошмы размерами 2 х 2 м.

При этом ни система пожаротушения насосных станций, ни даже установка пожарных извещателей АПС нормами/правилами ПБ не предусмотрена. По-видимому, считается, что огонь убоится не санкционировано возникать в помещении с таким грозным для него названием.

Однако, учитывая насыщенность помещения НСП различным мощным электрооборудованием, отсутствием, как правило, дежурного персонала в нем; собственникам, руководству предприятий/организаций, ответственным за противопожарное состояние зданий стоит озаботиться тем, что дорогостоящая насосная станция, являющаяся важнейшим элементом системы безопасности здания, находится практически без надзора людей, контроля противопожарной автоматики, и сделать соответствующие выводы.