Проектирование насосных станций пожаротушения с учетом требований пожарной безопасности

Насосная станция является основным элементом системы водяного пожаротушения, так как обеспечивает поступление воды под нужным напором до распылителей и оросителей. Вот почему к НС пожаротушения предъявляются особые требования.

Все эти требования обоснованы нормативной законодательной базой РФ. Далее мы подробно рассмотрим основные из них, которые применяются в проектировании НСП.

Перед тем, как перейти к рассмотрению нормативных документов, вспомним, какими характеристиками должно обладать оборудование пожарной насосной станции.

Вот перечень эксплуатационных характеристик и требований, предъявляемых к насосным станциям пожаротушения:

• Высокий уровень надежности, то есть максимальная безотказность всех узлов и механизмов системы, как механических, так и электронных.
• Простота обслуживания: такие установки не работают большую часть времени, поэтому их работоспособность контролируется с помощью периодических осмотров. И чем проще процедура обслуживания, тем выше гарантия отсутствия сбоев в работе насосной станции.
• Небольшими габаритами напорного агрегата – насос пожарной установки  размещают в самых неожиданных местах и в довольно стесненных условиях. Соответственно, чем меньше габариты корпуса насоса, тем шире выбор вариантов месторасположения установки.

Правовые предпосылки для проектирования насосных установок и станций

Данные установления относятся ко всем промышленным насосным станциям, в том числе и к НС пожаротушения.

В пункте 1 статьи 6 Федерального закона от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» сказано, что перечень национальных стандартов и сводов правил (их частей), в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается соблюдение требований настоящего ФЗ установлен постановлением Правительства РФ от 26 декабря 2014 г. № 1521. МЧС РФ приводит нормативные документы по пожарной безопасности в соответствие с данным Перечнем.

Согласно постановлению Правительства РФ № 1521 и приказу МЧС РФ, проектирование и размещение оборудования насосной станции для установок водяного пожаротушения и требования, предъявляемые к ним, регламентируются следующими нормативными документами:

• СП 30.13330.2012. Внутренний водопровод и канализация зданий;
• СП 31.13330.2021. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения;
• СП 118.13330.2012. Общественные здания и сооружения;
• СП 10.13130.2009. Системы противопожарной защиты. Внутренний противопожарный водопровод. Требования пожарной безопасности;
• СП 8.13130.2020. "Системы противопожарной защиты. Наружное противопожарное водоснабжение. Требования пожарной безопасности";
• СП 484.1311500.2020 "Системы противопожарной защиты. Системы пожарной сигнализации и автоматизация систем противопожарной защиты. Нормы и правила проектирования";
• СП 485.1311500.2020 "Системы противопожарной защиты. Установки пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования";
• СП 486.1311500.2020 "Системы противопожарной защиты. Перечень зданий, сооружений, помещений и оборудования, подлежащих защите автоматическими установками пожаротушения и системами пожарной сигнализации. Требования пожарной безопасности"
• «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» также содержит прямые указания в отношении источников противопожарного водоснабжения на производственных объектах и внутреннего противопожарного водопровода (ВПВ).

Проектирование насосных станций и насосных установок

Проектирование насосных пожарных станций и насосных установок производится строго в рамках регламента нормативных документов, указанных выше.

2.1. Категории насосных станций

В целях проектирования при определении категории, к которой относятся насосные станции наружного противопожарного и объединенного противопожарного водопровода, применяются требования СП 8.13130.2009. В соответствии с ними данные установки относятся к различным категориям.

Так, насосные станции, подающие воду непосредственно в сеть противопожарного и объединенного водопровода, надлежит относить к I категории.

При этом должны соблюдаться следующие условия подачи воды:

• максимально возможное снижение в подаче воды — 30% от расчетного расхода;
• максимальная длительность снижения — 3 суток;
• максимальный перерыв в подаче воды (или снижение напора более чем на 30%) — 10 минут.

В то же время, насосные станции противопожарного и объединенного водопровода объектов, указанных в примечании 1 п. 4.1, допускается относить ко II категории. К этим объектам относятся: отдельно стоящие здания любого назначения, расположенные вне населенных пунктов; здания различного назначения при требуемом расходе воды на наружное противопожарное водоснабжение не более 10 л/с; 1- и 2-этажные здания любого назначения при площади застройки не более площади пожарного отсека, допускаемой нормами для таких зданий.

Условия подачи воды в насосные станции пожаротушения второй категории:

• максимальная длительность снижения в подаче воды — 10 суток;
• максимальный перерыв (или снижение напора более чем на 30%) — 6 часов.

2.2. Системы и схемы подачи воды для функционирования НС

В целях обоснования системы и схемы подачи воды на расчетный срок, необходимый для пожаротушения, осуществляются расчеты функционирования насосных станций и регулирующих емкостей совместно с водоводами, системой водопровода, условиями пожаротушения.

Для чего необходимо производить данные расчеты?

• чтобы правильно подобрать тип и количество насосного оборудования;
• чтобы предусмотреть возможность замены рабочих колес в соответствии с изменением условий их работы в течение расчетного срока;
• чтобы обеспечить минимальную величину избыточных напоров, развиваемых насосами при различных режимах работы;
• чтобы правильно выставить количество оборотов;
• чтобы установить необходимые объемы и выбрать месторасположение регулирующих емкостей.

Если при работе насосной станции пожаротушения используется объединенный водопровод высокого давления, должен быть предусмотрен минимум один резервный насос на случай аварии. И это не зависит от расчетного числа рабочих пожарных насосов.

Следует предусмотреть как минимум по 2 линии водопровода, как ведущих к насосной станции (всасывающих), так и идущих от нее (напорных). При временном отключении какой-либо линии, остальные работающие обеспечат  полноценный пропуск расчетного расхода воды на противопожарные нужды.

Обратите внимание, что это количество не должно зависеть от числа работающих насосных агрегатов.

2.3. Особенности водопроводных сетей НС

При проектировании насосных станций пожаротушения необходимо учитывать ряд особенностей водопроводных сетей, к которым они будут подключены.

• Наружные водопроводные сети должны быть закольцованы, но ни в коем случае не внутренними водопроводами.
• Тупиковые линии водопровода для противопожарных целей должны иметь максимальную длину до 200 м.
• Минимальный диаметр труб противопожарного и объединенного противопожарного водопровода в городских условиях и на производственных предприятиях должен составлять 100 мм, в сельских поселениях — 75 мм.
• Трубопроводы и ведущие к насосным станциям всасывающие линии проектируются из сваренных стальных труб с использованием фланцевых соединений для крепления к пожарным насосам и арматуре.

Также необходимо учитывать требования по размещению насосных станций относительно емкостей с противопожарным запасом воды.

Когда забор воды производится из резервуара, пожарные насосы размещаются «под залив». В том случае, когда они установлены выше уровня воды в резервуаре, следует использовать один из двух вариантов:  размещение самовсасывающих агрегатов, либо монтаж устройств для заливки насосов.

В заглубленных и полузаглубленных насосных станциях важно учитывать вероятность случайного стока воды. Поэтому еще на стадии проектирования следует запланировать мероприятия для ее сбора и защитные меры. Для этого фундамент под электроприводы пожарных насосов с бортиками, трубками для слива воды, желобками, проектируется на уровне не ниже 0,5 м от пола машинного зала. А сама поверхность пола должна иметь уклон в сторону сборного приямка.

Если есть возможность, предусматривается самотечный сток избытка воды в канализацию или за пределы здания, если нет — обязательно устанавливается дренажный насос с производительностью, позволяющей своевременно откачать весь объем воды от пола до уровня нижней отметки электропривода агрегатов. Для предотвращения затопления на уровне фундамента под электродвигатели крепятся датчики затопления, которые подают сигнал на автоматический пуск дренажного насоса.

2.4.Проектирование НСП для внутреннего пожарного водопровода

При проектировании насосных установок для внутреннего пожарного водопровода необходимо опираться на своды правил СП 10.13130.2009 и СП 5.13130.2009. Существует ряд требований к размещению насосных установок и гидропневматических баков согласно этим нормативным документам:

• помещения установки насосных установок должны быть отапливаемые. Температура окружающей среды должна составлять 5–35 °С, а относительная влажность — до 80% при 25 °С;
• насосные установки внутреннего пожарного водопровода допустимо располагать в помещении теплового пункта, бойлерной или в котельной;
• помещения пожарных насосных установок должны быть ограждены перекрытиями или перегородками с пределом огнестойкости REI-45. При размещении насосной станции пожаротушения в производственном здании, необходимо отделить её противопожарной перегородкой класса огнестойкости REI-120 (в соответствии со СНиП 21-01-97);
• помещения установки НСП должны иметь автономный выход из здания напрямую или через лестничную клетку с размещением над ним светового табло «Насосная станция пожаротушения»;
• агрегаты могут быть размещены на 1-м или цокольном этаже, но не ниже 1-го подземного этажа в зданиях I–II степеней огнестойкости из несгораемых материалов;
• насосные помещения должны быть оборудованы основным (рабочим) освещением, а также аварийным освещением в соответствии с СП 52.13330.2011;
• площадь помещений для насосных установок должна быть спроектирована исходя из минимальной ширины проходов между. Для насосных агрегатов (электроприводов) — 1 м. Для насосных агрегатов (электроприводов) и стеной в заглубленных помещениях — 0,7 м. Ширина прохода между узлами управления и стеной — 0,5 м. Между компрессорами (воздуходувками) — 1,5 м. Между компрессорами (воздуходувками) и стеной — 1 м. Между распределительным электрическим щитом и любыми агрегатами — 2 м. Проходы вокруг оборудования регламентируются техпаспортом завода-изготовителя.

Как определить количество резервных пожарных насосов? Для этого необходимо учитывать параллельную или последовательную работу агрегатов в каждой ступени. Например, манометр и задвижка должны стоять и на всасывающей, и на напорной линиях пожарного насоса, работающего с подпором. При этом на напорной линии должен быть установлен еще и обратный клапан.

При необходимости устанавливаются датчики температуры подшипников электродвигателя. Если принято решение размещать насосы совместно с гидропневматическими баками, то предписывается использование в них переменного давления, обеспечиваемого при помощи компрессоров с ручным или автоматическим пуском, которые будут пополнять запасы воздуха в баках.

Нацстандарты предписывают и оформление маркировочных щитков, указывающих направление движения огнетушащего вещества, и буквенно-цифровые обозначения (согласно гидравлической схеме). Они  должны иметь отличительный красный цвет, который наносится на все значимые элементы внутреннего противопожарного водопровода насосной установки: на входах и выходах из пожарных насосов и общей обвязки, на ответвлениях, в местах соединений, на запорной арматуре, на узлах управления и пр.

Полный состав элементов конструкции насосной станции или установки должен быть размещен в машинном зале на прочном фундаментном основании. Масса фундамента должна в четыре раза превосходить в массу всех расположенных на нем агрегатов.

2.5. Типы управления насосными установками

Насосные установки проектируются с различными типами управления:

• ручное или дистанционное — применяется в зданиях высотой до 50 м и зданиях культурно-зрелищного характера, а также в помещениях,  оборудованных дренчерными или спринклерными автоматическими установками пожаротушения (АУПТ).
• автоматическое, ручное или дистанционное управление — применяется в зданиях выше 50 м.

Важно! При дистанционном управлении пусковые кнопки, а также кнопки светового и звукового оповещения  должны быть размещены в пожарных шкафах или в видимой близости от них.

2.6. Какие допущения возможны при проектировании НСП?

Согласно национальным стандартам и нормативным документам, указанным выше, при проектировании насосных установок учитываются следующие допущения:

• можно применять хозяйственные насосы, если соблюдается подача расчетного расхода воды и проводится автоматическая проверка давления воды, при этом агрегаты удовлетворяют требованиям пожарных насосов;
• в конструкции разрешено не использовать виброизолирующие основания и вставки (хотя лучше этого не делать);
• не обязательно устанавливать задвижку при работе агрегата без подпора на всасывающей линии;
• когда невозможно обеспечить электроснабжение по I категории надежности (в соответствии с ПУЭ) от 2-х независимых источников, допустимо «запитывать» агрегат от одного источника, но по разным линиям (с напряжением 0,4 кВ) и по разным трансформаторам двухтрансформаторной подстанции либо по трансформаторам 2-х ближайших однотрансформаторных подстанций с наличием АВР;
• когда все же невозможно добиться требуемой надежности электроснабжения, разрешено установить резервные насосы, работающие от ДВС (с максимальным объемом баков для бензина — 250 л, для дизеля — 500 л, отделенных от машинного зала огнестойкими перегородками REI 120 и более). Данное допущение не относится к установке насосов в подвальных помещениях!
• для уменьшения габаритов установки и экономии пространства разрешено монтировать пожарные насосы на кронштейнах или у стены, либо устанавливать их попарно на одном фундаменте с шириной прохода вокруг сдвоенной конструкции от 0,7 м и между выступающими частями — от 0,25 м; устанавливать агрегаты с левым и правым вращением вала (если нагнетальный патрубок насосов не превышает DN 100 и рабочие колеса вращаются в одном направлении).

Схема работы насосной станции пожаротушения

Схематично опишем, как должна работать правильно спроектированная система НСП.

Этап 1: Насосная станция начинает свою работу при автоматическом или дистанционном пуске насосной установки, например, для начала работы НСП необходимо открыть пожарный клапан. После этого сработает датчик положения ПК, и сигнал поступит на систему автоматической проверки давления воды.

Этап 2: Если в водяной системе пожаротушения давления оказывается достаточно, то пуск насосов отменяется автоматически до момента, пока оно не понизиться ниже установленной нормы. Одновременно сигнал на систему автоматической проверки давления воды выставляет команду открытия электрифицированной задвижки на обводной линии водомера на вводе ВПВ (внутреннего противопожарного водоснабжения).

Этап 3: Бывают случаи, когда при автоматической проверке обнаруживается неисправность или происходит задержка перехода одного или нескольких насосов выхода в рабочий режим более, чем на 10 минут. Тогда  производится запуск резервного насосного агрегата с подачей звукового и светового сигналов в помещение с круглосуточным пребыванием обслуживающего персонала или на пожарный пост.

Этап 4: Если в здании работают другие насосы,  запитанные от того же магистрального водопровода, но не входящие в систему АУПТ, автоматика подает сигнал на их отключение. Таким образом высвобождаются дополнительные ресурсы для пожаротушения.