Нормирование в строительстве в сфере систем водяного пожаротушения

Продолжение беседы с Пилипенко Виталием Николаевичем, главным специалистом 31ГПИСС МО, внештатным экспертом Мосгорэкспертизы, имеющим многолетний опыт проектирования уникальных объектов общественного, жилого и и промышленного назначения.

Начало см. «Сантехника» №3/2010

В чем особенность подбора насосов для хозяйственно-питьевого водопровода?

В настоящее время для хозяйственно-питьевого водопровода в основном используются насосные станции, в которых регулирование производительности насосов для компенсации суточной неравномерности водопотребления осуществляется с помощью частотных преобразователей.

Необходимо понимать, что частотное регулирование – не панацея. Если насосы подобраны неверно, то все преимущества частотного регулирования могут быть сведены на нет. Например, необходимо подобрать единую насосную установку для группы зданий в микрорайоне или стоящих на общем стилобате. Насосную установку в таком случае часто подбирают на 100 % расхода с одним рабочим и одним резервным насосами, как будто все дома будут приняты в эксплуатацию и заселены одновременно. Но в действительности насосную станцию запускают тогда, когда сдана только первая очередь строительства, насосная установка начинает работать в неблагоприятном режиме, обеспечивая подачу воды 10–30 % расчетных потребителей. У насоса ведь тоже есть определенный ресурс. Нередки случаи, когда ко времени окончания строительства, когда водоразбор достигает 100 % проектных значений, насосы в установке уже настолько изнашиваются, что их необходимо менять. В любых случаях лучше закладывать в проект не один рабочий насос большой производительности, а несколько насосов с меньшей (3–4 рабочих насоса).

При выборе насосных установок необходимо прогнозировать условия начального потребления воды и расчетного на всех этапах развития строительства объекта, при выборе нужно перебирать несколько вариантов установок и принимать наиболее оптимальный. Не всегда правильно, если выбор выполнен из условия только максимального водопотребления, нужно определять период, хотя бы ориентировочно, наиболее продолжительной работы установки и для этих часов подачи воды подбирать насосы с наибольшим коэффициентом полезного действия.

Преимущество насосов с частотным регулированием:

• экономия электроэнергии на 30–50 % за счет уменьшения числа оборотов насоса при снижении расхода воды в системе;
• снижение риска возникновения гидравлических ударов благодаря плавному включению/выключению насосов;
• поддержание постоянного давления в сети при максимальных и минимальных расходах в сети, что позволяет выполнить регулировку системы;
• снижение уровня шума.

Возвращаясь к теме водяного пожаротушения, какие требования к подбору насосов в этой области?

Сейчас на рынке насосного оборудования появились пожарные насосные станции. Они предназначены для работы в установках автоматического водяного и пенного пожаротушения (спринклерного, дренчерного), в установках противопожарного водопровода, водоснабжения и повышения давления в зданиях любого назначения и в промышленности. Появление готовых к монтажу насосных станций заводского изготовления существенно сокращает сроки монтажа. Фирмы предлагают широкий выбор насосов для насосных станций, которые можно принять к установке, это помогает подобрать необходимое техническое решение для каждого конкретного объекта. В каждом конкретном случае нужно решать задачу – сколько и каких насосных агрегатов должно обеспечивать пожаротушение. Например, установка автоматического пожаротушения с установленными спринклерами, дренчерами и пожарными кранами. Могут быть различные варианты работы элементов установки, например, отбор воды будет выполняться через один или два пожарных крана, или вскроются 2–3 оросителя. В этом случае выбранные насосы (особенно при одном рабочем и одном резервном) могут, по характеристике, выйти в зону высоких давлений. Так, в одном из проектов (система противопожарного водопровода), насос, при отборе воды через один пожарный кран из восьми, обеспечивал по характеристике давление порядка 2,2 МПа для пожарных кранов на первом этаже здания. На такие давления не рассчитаны ни пожарные краны, ни пожарные рукава.

Еще раз хочется упомянуть о требованиях нормативных документов. Случай из практики: в здании запроектировано две системы: хозяйственно-производственная и противопожарная. Для противопожарной системы проектом было предусмотрено два рабочих насоса и один резервный. Насосная I категории. При согласовании проекта эксперт потребовал добавить еще один резервный насоса согласно п.7.4 СП 8.13130–2009:

«7.4 В насосных станциях для группы насосов одного назначения, подающих воду в одну и ту же сеть или водоводы, количество резервных агрегатов следует принимать: в насосных станциях для I категории – 2 ед., для II категории – 1 ед.».

Первоначальное решение удалось отстоять, сделав ссылку на п.7.5 СП 813130–2009:

«7.5 В насосных станциях объединенных водопроводов высокого давления или при установке только пожарных насосов следует предусматривать один резервный пожарный агрегат независимо от количества рабочих агрегатов».

Если насосная установка обеспечивает подачу воды только при пожаре, в этом случае неважно, сколько рабочих насосов, должен быть один резервный. Если совмещенная хозяйственная и противопожарная система, то для I категории необходимо устанавливать два резервных, потому что один или несколько насосов во всех режимах находятся в работе.

Наших читателей интересует, как происходит тушение пожаров на промышленных предприятиях.

При тушении пожаров большепролетных промпредприятий существует требование – охлаждать несущие незащищенные фермы для предотвращения их обрушения вследствие действия высоких температур. Представим, в здании помещение высотой больше 20 м, применены металлические фермы. При их орошении во время пожара, давление перед стволом будет выше 0,4 МПа, т. е. выше установленного нормами.

Другой пример: система наружного пожаротушения высокого давления – раньше регламентировалось, что минимальный свободный напор в сети наружного противопожарного водопровода высокого давления должен был по СНиП обеспечивать высоту компактной струи не менее 10 м (давление перед стволом 0,2 МПа), теперь по требованию п. 4.4 СП 8.13130–2009 не менее 20 м, т. е. давление перед стволом будет не менее 0,4 МПа. С учетом расположения пожарного гидранта на расстоянии до 150 м от здания и потерь напора в рукаве при подаче воды не исключен вариант, что потребуется иметь в сети давление более 1,0 МПа, что превышает допустимое давление для пожарного гидранта. Во всех случаях при решении системы водоснабжения нужно просчитывать возможные варианты решений. В приведенном случае по возможности можно приблизить пожарные гидранты к расчетным зданиям.

«СП 8.13130.2009. Системы противопожарной защиты
4.4. Минимальный свободный напор в сети противопожарного водопровода низкого давления (на уровне поверхности земли) при пожаротушении должен быть не менее 10 м. Минимальный свободный напор в сети противопожарного водопровода высокого давления должен обеспечивать высоту компактной струи не менее 20 м при максимально необходимом расходе воды на пожаротушение и расположении пожарного ствола на уровне наивысшей точки самого высокого здания. Свободный напор в сети объединенного водопровода должен быть не менее 10 м и не более 60 м».

Как в высотных зданиях будет обеспечена работа системы сухотрубов при случае пожара?

Если пожарная машина, которая подает воду в сухотруб, будет стоять на расстоянии до 100 м от здания, значит, учитывая потери в рукаве, она обеспечит водой 5, максимум, 7 этажей. Как обеспечить водой вышерасположенные этажи? В нормах Санкт-Петербурга для высотных зданий предусматривается установка резервуаров с повысительными насосами на техническом этаже в каждом пожарном отсеке (рис. 1).

Рисунок 1. 1 – патрубки для подключения пожарной машины; 2 – повысительный насос, обслуживающий зону 2; 3 – сухотруб, обслуживающий зону 1; 4 – сухотруб, обслуживающий зону 2; 5 – ожарный кран; 6 – промежуточный резервуар

Взять эту схему за основу в Москве не представлялось возможным, т. к. в столице предписывается в качестве материала для сухотубов применять черные трубы, а не трубы из некоррозионных материалов, как в Петербурге. Со временем в системе может произойти накопление ржавчины, окалины. В случае пожара вся грязь, скопившаяся в сухотрубе, поступит в промежуточный резервуар, и насос, если он будет стоять после промежуточного резервуара, может быстро выйти из строя. Кстати, такой исход не исключен и для коррозионно-устойчивых труб при длительной эксплуатации.

Для того чтобы избежать этого, была запроектирована система с разбивкой сухотрубов по зонам и повысительный насос был установлен непосредственно на вводе. Для этого варианта желательно применить трубы из нержавеющей стали до насосного агрегата (рис. 2).

Рисунок 2.

Большое Вам спасибо за подробные ответы. Что бы Вы могли порекомендовать для дальнейшего успешного развития строительной отрасли в России?

В заключение хочется отметить, что для принятия технически грамотных и экономически выгодных проектных решений нам необходимо изучать и обобщать опыт проектирования инженерных систем высотных зданий за рубежом и в нашей стране, как известно теперь высотные здания проектируются во многих регионах без норм и часто без опыта.