Схемы внутренних водопроводов
С учетом санитарно-гигиенических, технико-экономических и противопожарных требований, особенностей систем наружного водоснабжения, назначения зданий, их площади и высоты в зданиях и сооружениях проектируются следующие системы внутренних водопроводов:
- хозяйственно-питьевые;
- противопожарные;
- производственные;
объединенные хозяйственно-противопожарные, производственно-противопожарные (противопожарный водопровод объединен с хозяйственно-питьевым или (и) с производственным водопроводом).
Самостоятельный хозяйственно-питьевой водопровод проектируют в случаях, когда в здании не требуется по нормам внутренний противопожарный водопровод или когда объединение его с противопожарным по каким-либо причинам нецелесообразно.
Самостоятельный внутренний противопожарный водопровод устраивают в многоэтажных зданиях высотой более 50 м, в театрах, в зданиях с взрывопожароопасными производствами и на ряде других ответственных объектов. Указанный водопровод имеет ряд недостатков. Из-за отсутствия постоянного водозабора вода в нем застаивается, в результате стальные и чугунные трубопроводы и оборудование подвергаются коррозии. Часто за сетями, насосами и арматурой не ведется постоянное наблюдение, в то время как в объединенных сетях любую неисправность (аварию), как правило, немедленно устраняют.
В самостоятельный противопожарный водопровод вода может подаваться непосредственно из рек, водоемов, других естественных и искусственных водоемов, наружного производственного водопровода. Вода питьевого качества в данном случае не требуется.
Объединенные сети более выгодны с санитарно-гигиенических и экономических точек зрения, они удобны в эксплуатации и более надежны.
Наиболее часто в зданиях устраивают объединенный хозяйственно-противопожарный водопровод, реже — производственно-противопожарный. Это объясняется тем, что производственная сеть менее разветвленная, чем хозяйственно-питьевая. Санитарные приборы и другие потребители группируются, как правило, во вспомогательных помещениях промышленных предприятий. Кроме того, вода на производственные нужды подается в определенном режиме (в части расходов и напоров воды), предусмотренном технологическим регламентом, нарушение которого недопустимо. Вода на производственные нужды к технологическим аппаратам часто подается непосредственно от наружной сети.
Для варианта, когда внутренние водопроводы нескольких зданий запитываются от одной насосной, наружные трубопроводы, объединяющие внутренние водопроводные сети, проектируются в соответствии с требованиями действующих норм.
Для обеспечения надежной работы водопровода в точке присоединения ввода к наружной сети (см. рис. 1) необходимо поддерживать напор, равный
Нтр = k(hc + hвв) + hвод + Нсв + 
z ,
где hc— потери напора в сети внутреннего водопровода; hвв — потери напора на вводе; hвод— потери напора на водомере; Нсв — свободный напор в диктующей точке водопроводной сети; z — разность отметок наиболее высоко расположенного водозаборного устройствапожарного крана) и ввода; k — коэффициент, учитывающий потери напора на местные сопротивления (k = 1,1 — в сетях противопожарных водопроводов; k = 1,15 — в сетях производственно-противопожарных водопроводов; k = 1,2 — в сетях хозяйственно-противопожарных водопроводов). (
Если для данной схемы водопровода требуемый напор Нтр есть величина постоянная, то действительный напор в наружной сети в течение суток меняется (рис. 2) и может быть как больше, так и меньше требуемого напора.
Минимальный напор в наружной сети у ввода в здание называется гарантированным Нг. Величина гарантированного напора Нг задается водопроводной службой города или объекта. Соотношение величин гарантированного Нг и требуемого Нтр напоров определяет выбор системы внутреннего водопровода.
Возможны следующие системы внутреннего водопровода по способу создания напора в них: без повысительных установок; с повысительными насосами; с водонапорным баком и насосами; с пневматической установкой; с запасным резервуаром.
Внутренний водопровод, действующий без повысительных установок под напором наружного водопровода устраивают в том случае, когда напор в наружном водопроводе всегда достаточен для подачи необходимого количества воды к наиболее удаленным и высоко расположенным хозяйственным кранам 1 в обычное время работы водопровода и для создания расчетных пожарных струй из наиболее удаленных и высоко расположенных пожарных кранов 2 при работе водопровода во время пожара, т.е.
Рис. 2. Схема водопровода без повысительных установок
Эта схема является наиболее простой и распространенной. Ввод в этих случаях оборудуется водомером 3, задвижками 4 для отключения водопроводной сети при ремонте водомера и сливным краном 5 для подсоединения контрольного водомера.
Водопровод с пожарным насосом-повысителем (рис. 3) устраивается в тех случаях, когда гарантированный напор в наружной сети меньше, чем напор, необходимый для работы пожарных кранов, но больше напора, необходимого для нормальной работы хозяйственных приборов, т.е.
Нтр.хоз 
Рис. 3. Схема водопровода с насосами-повысителями
Обратный клапан 2 исключает работу насоса на себя, а обратный клапан 3 предохраняет насос от гидравлического удара при его остановке.
Водопровод с водонапорным баком и насосами (рис. 4) применяют при постоянном недостатке напора в наружной сети, когда гарантированный напор Нг меньше требуемого напора для хозяйственных приборов Нтр.хоз и пожарных кранов Нтр.пож , т.е.
Нтр.хоз > Нг 
Рис. 5. Схема водопровода с пневматической установкой
Нередко в пневмоустановках применяют два герметически закрытых резервуара, один из которых заполняется водой, другой — сжатым воздухом. Для пуска насосов пневматические установки оборудуются контрольной и автоматической аппаратурой. Принцип работы такой системы заключается в следующем.
При подаче воды на тушение пожара через пожарные краны под давлением воздуха вода вытесняется из резервуара. С уменьшением уровня воды в резервуаре давление в нем падает до определенного минимума, после чего автоматически включается пожарный насос.
Водопровод с запасным резервуаром (рис. 6) устраивается в тех случаях, когда в наружном водопроводе величина свободного напора 5 м и менее. Наиболее часто по такой схеме устраиваются внутренние водопроводы в театрах, в цехах повышенной пожарной опасности, в зданиях повышенной этажности.
Рис. 6. Схема водопровода с запасным резервуаром
Внутренний противопожарный водопровод
В отличие от системы автоматического пожаротушения или противодымной защиты (вопросы, которые как-то можно решить архитектурно-планировочными корректировками), противопожарный водопровод или должен быть обязательно, или вообще не предусматривается.
Требования к данным системам определены в разделах 6 и 12 СНиП 2.04.01?85 «Внутренний водопровод и канализация зданий».
Первое, что определено данным документом, это перечень объектов, подлежащих оборудованию системой пожарного водопровода.
Если обобщить перечень этих объектов, то это:
• жилые здания высотой от 12 этажей и выше;
• здания управлений от 6 этажей и выше;
• общежития и общественные здания — независимо от этажности;
• административно-бытовые здания промышленных предприятий объемом от 5000 м3;
• клубы с эстрадой, театры, кинотеатры, актовые и конференцзалы, оборудованные киноаппаратурой;
• подавляющая часть производственных и складских помещений.
В указанном СНиПе, помимо перечня объектов, подлежащих оборудованию пожарным водопроводом, приведено необходимое количество одновременно формируемых струй и требуемый расход воды (табл. 1 и 2).
Внутренний противопожарный водопровод не требуется предусматривать:
• в зданиях общеобразовательных школ, кроме школ-интернатов, в том числе школ, имеющих актовые залы, оборудованные стационарной киноаппаратурой, а также в банях;
• в зданиях кинотеатров сезонного действия на любое число мест;
• в производственных зданиях, в которых применение воды может вызвать взрыв, пожар, распространение огня;
• в производственных зданиях I и II степеней огнестойкости категорий Г и Д независимо от их объема и в производственных зданиях III – V степеней огнестойкости объемом не более 5000 м3 категорий Г, Д;
• в производственных и административно-бытовых зданиях промышленных предприятий, а также в помещениях для хранения овощей и фруктов и в холодильниках, не оборудованных хозяйственно-питьевым или производственным водопроводом, для которых предусмотрено тушение пожаров из емкостей (резервуаров, водоемов);
• в зданиях складов грубых кормов, пестицидов и минеральных удобрений.
Также допускается не предусматривать внутренний противопожарный водопровод в производственных зданиях по переработке сельскохозяйственной продукции категории В, I и II степеней огнестойкости и объемом до 5000 м3.
Пожарный водопровод, как правило, подключается через задвижку на обводной линии водомера на вводе системы хозяйственно-питьевого водопровода. Иногда эту задвижку называют обводной. Кстати, сюда же должны подключаться и установки водяного (спринклерного и/или дренчерного) автоматического пожаротушения.
Каждый пожарный кран должен быть снабжен пожарным рукавом одинакового с ним диаметра длиной 10, 15 или 20 м и пожарным стволом.
Если система хозяйственно-питьевого водопровода не обеспечивает требуемое давление в пожарном водопроводе, то возникает необходимость применения повысительных насосов.
Насосные установки пожарного водопровода, как правило, должны состоять из основного и резервного пожарных насосов и шкафа управления насосной станцией, в т. ч. электрифицированными обводными задвижками.
Насосные установки для противопожарных целей должны иметь ручное или дистанционное управление, а для зданий высотой больше 50 м, домов культуры, конференц-залов, актовых залов и для зданий, оборудованных спринклерными и дренчерными установками, — ручное, автоматическое и дистанционное управление.
Ни в одном нормативном документе нет разъяснения, что подразумевается под автоматическим управлением.
Видимо, здесь имеется в виду пуск системы противопожарного водопровода при фактическом открывании пожарного крана, снабженного концевым выключателем, а также пуск при срабатывании установки пожарной сигнализации. А раз так, то сигнал на пуск формируется и от ручных и от автоматических пожарных извещателей.
Последние московские территориальные строительные нормы разумно предлагают совместить в едином кнопочном посту функции ручных пожарных извещателей, устройств пуска противопожарного водопровода и системы противодымной защиты. Это вполне оправдано, т. к. при пожаре, убегая по коридору, никому и в голову не придет отдельно нажимать три разные кнопки.
Сигнал автоматического или дистанционного пуска должен поступать на насосные агрегаты после автоматической проверки давления воды в системе. При достаточном давлении в системе пуск насоса должен автоматически отменяться до момента снижения давления, требующего включения насосного агрегата. Следует иметь в виду, что отмена пуска насосов в этом случае не отменяет необходимости открывать обводную задвижку. В любом случае в системе управления должна формироваться задержка пуска насосного агрегата на время, необходимое для открытия обводной задвижки. Вся указанная логика пуска противопожарного водопровода, в том числе резервирование насосных агрегатов, должна выполняться системой управления пожарного водопровода.
При автоматическом и дистанционном включении системы пожарного водопровода необходимо одновременно подать сигнал (световой и звуковой) в помещение пожарного поста или другое помещение с круглосуточным пребыванием обслуживающего персонала. Кстати, техническое средство, которое должно реализовать данную функцию, ни к приемно-контрольным, ни приборам управления пожарным, строго говоря, не относится и обязательной сертификации не подлежит. Т. е. в случае построения автономного противопожарного водопровода устройства световой и звуковой сигнализации можно собрать из подручных элементов.
Допускается для пожаротушения использовать хозяйственные насосы при условии подачи расчетного расхода и автоматической проверки давления воды. Хозяйственные насосы при этом должны удовлетворять требованиям, предъявляемым к пожарным насосам. При снижении давления ниже допустимого автоматически должен включаться пожарный насос.
Нормами предусмотрено категорирование надежности электроснабжения насосных станций противопожарного водопровода:
I категория — при расходе воды на внутреннее пожаротушение более 2,5 л / с (а это большая часть перечня объектов);
II категория — при расходе воды на внутреннее пожаротушение 2,5 л / с;
При невозможности по местным условиям осуществить питание насосных установок по I категории от двух независимых источников электроснабжения допускается осуществлять питание их от одного источника при условии подключения к разным линиям напряжением 0,4 кВ и к разным трансформаторам двухтрансформаторной подстанции или трансформаторам двух ближайших однотрансформаторных подстанций (с устройством АВР).
Проектирование наружного пожарного водоснабжения и внутреннего противопожарного водопровода осуществляется по СНиП 2.04.01-85* и СНиП 2.04.02-84*
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
Как правило, внутренний водопровод зданий и сооружений является многофункциональным: хозяйственно-питьевым и внутренним противопожарным. Системы внутреннего противопожарного водопровода и автоматического пожаротушения, как правило, должны быть раздельными.
Кольцевание водопроводных сетей внутреннего противопожарного водопровода должно производиться по вертикальным стоякам.
Для обеспечения сменности воды необходимо предусмотреть кольцевание противопожарных стояков с одним или несколькими водоразборными стояками с установленной запорной арматурой.
Внутренние водопроводные сети внутреннего противопожарного водопровода высотных зданий должны быть разделены на отдельные высотные зоны; водоснабжение отдельных высотных зон может осуществляться по двум схемам:
— подача воды по параллельной схеме трубопроводов насосами, установленными внизу здания;
— подача воды по последовательной схеме из зоны в зону насосами, размещенными на различных уровнях (этажах).
Допускается организация последовательного водоснабжения по 2-зонной схеме: насосы подают воду в верхний водонапорный бак, а из него вода поступает в нижний водонапорный бак.
В тех случаях, когда это представляется возможным, стояки с раздельной системой противопожарного водопровода целесообразно соединить через запорную арматуру (нормально закрытую) с другими системами водопроводов.
В последовательной схеме водоснабжения водонапорные баки всех зон, кроме верхней, должны служить не только регулирующим резервуаром своей зоны, но и источником питания выше расположенной зоны.
Для снижения давления до необходимого для нормальной работы внутреннего противопожарного водопровода сети на линии, соединяющей хозяйственно-питьевую и внутреннюю противопожарную сети данной зоны, должны быть установлены регуляторы давления (после себя).
Водонапорный бак в зонной системе может служить как для хозяйственно-питьевых, так и для внутренних противопожарных сетей.
Гидростатическое давление в системе раздельного внутреннего противопожарного водопровода и водопровода АУП на отметке наиболее низко расположенного пожарного крана или узла управления не должно превышать 0,9 МПа.
Диаметр сухотрубов для подачи воды на крышу здания должен быть не менее 65 мм.
Водопроводные трубы внутреннего противопожарного водопровода высотных зданий должны монтироваться в специальных несгораемых каналах, проходящих через все этажи здания и имеющих входную дверь и перекрытия на каждом этаже.
Поэтажные линии водопровода должны быть доступны для осмотра.
Водопроводные трубы, прокладываемые по вспомогательным помещениям, а также небольшие участки трубопроводов в зданиях допускается монтировать открытым способом.
Запорную арматуру устанавливают:
— на каждом вводе к внутренней сети;
— у основания и вверху закольцованных по вертикали стояках;
— на кольцевой разводящей сети для обеспечения возможности отключения на ремонт отдельных ее участков (но не более полукольца).
Если расходомер (счетчик воды), устанавливаемый на вводе, не предусмотрен для регистрации расхода воды на противопожарные нужды (через внутренние пожарные краны), то он должен быть запараллелен электрозадвижкой, открывающейся автоматически одновременно с пуском пожарных насосов.
Для электроприемников систем пожарной защиты должна приниматься только I категория надежности электроснабжения; электроснабжение противопожарных устройств должно осуществляться от двух независимых источников с автоматическим переключением с основного на резервный; в качестве третьего резервного источника электроснабжения следует предусматривать дизельную электростанцию.
2. УСТРОЙСТВО ВНУТРЕННЕГО ПРОТИВОПОЖАРНОГО ВОДОПРОВОДА
Расчет давления внутреннего противопожарного водопровода должен осуществляться для пожарных кранов, расположенных на самом высоком и удаленном от насосной станции месте.
Если давление в наружной водопроводной сети более 0,6 МПа, то пожарные краны нижних этажей могут находиться под напором наружной водопроводной сети только в первые 10 мин пожара, а затем должны быть включены пожарные насосы.
Как правило, каждая точка защищаемого помещения должна орошаться не менее чем от 2-х пожарных кранов, разнесенных друг от друга.
Время работы пожарных кранов должно быть не менее 3 ч; при установке пожарных кранов на совмещенных с АУП водопроводах продолжительность работы должна соответствовать времени работы АУП.
Перед пожарным краном может быть установлен сигнализатор потока жидкости — в этом случае водонапорный бак не требуется.
3. НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ
Каждый насос должен быть оборудован необходимым числом задвижек на всасывающей и напорной линиях, обратным клапаном на напорной линии, манометрами для измерения создаваемого насосом давления, мановакуумметром, показывающем разряжение во всасывающей линии при заборе воды из резервуара или водоема.
Напорные и всасывающие линии должны быть объединены трубопроводами, на которых должны быть смонтированы разделительные задвижки.
Расположение насосов, арматуры и трубопроводов должно обеспечивать надежность действия, удобство, простоту и безопасность обслуживания, а также возможность расширения помещения станции.
В схеме насосной станции должна быть предусмотрена возможность забора воды с разных участков городской сети, а также устройство всасывающего кольца, необходимость забора воды каждым насосом из каждого полукольца и подачу воды по двум напорным линиям, объединенным между собой.
Число задвижек должно быть таким, чтобы можно было переключать любые линии и насосы без нарушения подачи воды для пожаротушения.
Схема обвязки насосов должна быть выполнена таким образом, чтобы работа пожарных насосов не зависела от работы хозяйственно-питьевых насосов, задвижек и вибровставок, которые при аварии должны быть немедленно отключены.
Пожарные насосные станции и гидропневматические установки для внутреннего пожаротушения могут устанавливаться в подвальном, цокольном или на любом этаже здания.
Помещения, в которых установлены трансформаторы и электрораспределительные устройства насосных станций, должны иметь отдельные выходы наружу.
В помещениях насосных станций, оборудованных двигателями внутреннего сгорания, допускается размещать расходные емкости с жидким топливом в количестве: бензина до 250 л, дизельного топлива до 500 л. Емкости устанавливают в помещениях, отделенных от машинного зала несгораемыми ограждающими конструкциями с пределом огнестойкости не менее 2 ч и оборудованных установкой пожаротушения модульного типа.
Насосные станции должны быть оборудованы противопожарным водопроводом, а также углекислотными огнетушителями и иметь телефонную связь с пожарным постом и пожарным депо.
При включении пожарных насосов хозяйственно-питьевая сеть, водонапорные и гидропневматические баки должны отключаться от противопожарной сети обратными клапанами.
Питание насосных станций может производиться током высокого (6, 10 и 35 кВ) или низкого (220/380 В) напряжения. Если питание насосной станции осуществляется током высокого напряжения, а в насосной станции есть потребители электроэнергии низкого или высокого, но отличного от питающего напряжения, то должна быть предусмотрена трансформаторная подстанция, преобразующая напряжение питания в необходимое для потребителей электроэнергии.
При наличии на насосной станции потребителей электроэнергии высокого напряжения (кроме помещений для трансформаторов и распределительных устройств низкого напряжения) требуется помещение для распределительного устройства высокого напряжения, а иногда и дополнительное помещение для высоковольтных компенсирующих устройств (статических конденсаторов).
В насосных станциях могут применяться открытые или защищенные электродвигатели, которые должны быть заземлены, а также иметь защиту от токов перегрузки и повышения температуры.
4. ВОДОНАПОРНЫЕ И ГИДРОПНЕВМАТИЧЕСКИЕ БАКИ
Водонапорные и гидропневматические баки должны устанавливаться в вентилируемых и освещенных помещениях с температурой не менее 5 °С.
Вода в водонапорные и гидропневматические баки должна поступать от хозяйственно-питьевых насосов.
В водонапорном баке, предназначенном для хозяйственно-питьевого и внутреннего противопожарного водопровода, должна быть предусмотрена неприкосновенность противопожарного запаса воды. Подача воды из водонапорного бака на хозяйственно питьевые нужды должна осуществляться с уровня неприкосновенного противопожарного запаса воды по разводящему трубопроводу, на котором установлен обратный клапан. На пожарные нужды вода должна подаваться с нижнего уровня воды в баке.
Неприкосновенный запас воды в водонапорном, гидро- или гидропневматическом баках должен быть рассчитан на тушение в течение не менее 10 мин.
Водонапорные баки должны устанавливаться на высоте, обеспечивающей нормальную работу верхних пожарных кранов, подсоединенных к данному водонапорному баку.
Для обеспечения необходимого давления у пожарных кранов на нескольких этажах, расположенных непосредственно ниже водонапорного бака, вода к ним должна подаваться от баков вышерасположенной зоны.
Вода из водонапорных и гидропневмобаков в противопожарную сеть должна поступать через трубопроводы, на которых установлены обратные клапаны и задвижки и, по возможности, сигнализаторы потока жидкости.
Если водонапорные баки (чаще всего для верхней зоны) нельзя установить на самом высоком месте здания, то вместо них должны использоваться гидропневматические установки с переменным давлением (гидропневматические баки).
Гидропневматические установки с компрессорами и насосами могут размещаться в подвале или на любом этаже, в том числе на чердаке и техническом этаже. При устройстве пневматических установок на чердаке, на верхнем техническом этаже или на каком либо этаже здания давление воздуха должно быть меньше расчетного на величину геометрической высоты подъема воды, т.е. давление в водопроводной сети поддерживается за счет воздуха и геометрической высоты расположения бака. Если чердачное помещение небольшое, в нем помещают только водяной бак, а пневмобак допускается располагать на крыше, в подвале или на любом этаже, при этом компрессоры и насосы для заливки баков водой допускается устанавливать в подвале, на первом или любом этаже здания (кроме крыши).
Под каждым водонапорным и гидропневматическим баком должен быть размещен поддон на расстоянии не менее 0,5 м от дна, которое должно быть доступно для осмотра и ремонта; поддон бака должен быть соединен трубопроводом диаметром не менее 38 мм с переливной трубой.
Водонапорные и гидропневматические баки должны быть оборудованы спускной (грязевой) и переливной трубами с задвижкой.
5. АВТОМАТИЗАЦИЯ И СИГНАЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ ВНУТРЕННЕГО ПРОТИВОПОЖАРНОГО ВОДОПРОВОДА
Автоматикой следует оснащать все основные сооружения: резервуары, водонапорные и гидропневматические баки, насосные станции, вводы и водопроводные сети.
Для нормальной работы водопроводных сооружений должен быть обеспечен автоматический контроль за основными технологическими параметрами: уровнем воды в резервуарах, водонапорных гидро-, пневмо- и гидропневматических баках, давлением, расходом воды в водопроводных сетях и вводах, температурой насосов, напряжением на электровводных шинах насосной станции и шинах автоматических приборов, а также обеспечивать защиту агрегатов от короткого замыкания.
Система сигнализации должна обеспечивать световую индикацию о состоянии агрегатов при нормальных условиях работы (о давлении в водопроводной сети и гидропневматическом баке, уровне воды в резервуаре, водонапорном или гидропневматическом баках, напряжении электрической сети и т.п.).
Аварийная сигнализация должна обеспечивать световой и звуковой сигнал о возникновении пожара, включении в работу электродвигателя насоса, агрегата по заливке насоса водой, компрессора подачи воздуха в гидропневматическую систему о нарушении нормального эксплуатационного режима или при аварии (исчезновении напряжении в цепях управления и отключении силового рубильника, понижении уровня воды в баках или резервуарах, понижение давления в противопожарной сети ниже допустимого и т.п.). Звуковые сигналы о пожаре должны отличаться тональностью от сигналов о неисправности.
Все световые и звуковые сигналы должны поступать на пожарный пост или в другое помещение с круглосуточным пребыванием обслуживающего персонала. Сигнал расходования воды во внутреннем противопожарном водопроводе и о срабатывании автоматической установки пожаротушения должен поступать в пожарное депо.
Запорная арматура, устанавливаемая на питающих и подводящих трубопроводах, по возможности, должна быть снабжена устройствами световой сигнализации, идентифицирующими положение запорного органа «Закрыто» — «Открыто».
Скачать:
Противопожарное водоснабжение, 2010г — Курс лекций
