Найти тему

Проектирование системы АПТ-ТРВ высокого давления Камерной сцены Государственного академического театра

Автор: Воронова Вероника Игоревна

Объект проектирования: «Федеральное государственное бюджетное учреждение культуры «Государственный академический Большой театр России», г. Москва, - комплексная реконструкция, реставрация и приспособление для современного использования зданий федерального государственного бюджетного учреждения культуры «Государственный академический Большой театр России» по адресу: г. Москва, Никольская ул., 17, стр. 1 и 1А, для размещения Камерной сцены имени Б.А. Покровского Государственного академического Большого театра России».

Заказчик: ППК «Единый Заказчик в сфере строительства».

Генпроектировщик: ООО «Наследие».

Объект находится в самом центре Москвы. Здание театра с вместимостью 300 мест. Оно имеет «Г»-образную форму и состоит из двух состроенных вместе частей: Строение 1 и Строение 1А.

Объект имеет явно наблюдаемые сложные формы, а также из-за перепадов отметок уровня земли и в соответствии с принятым обозначением связанных проходами этажей строения 1А, условно отсутствует первый этаж, согласно Архитектурным решениям здания.

Степень огнестойкости - II.

Класс конструктивной пожарной опасности – С0.

Функциональная пожарная опасность Объекта: Ф2.1 (основная), а также Ф2.2, Ф3.2, Ф4.3, Ф5.1 и Ф5.2.

Цель проектирования:обеспечение требований к пожаротушению здания, согласно современными требованиями строительных норм и правил.

Первоначально Заказчик обозначил в Задании на проектирование к системе противопожарной защиты Объекта, предусмотреть устройство комбинированного системы внутреннего противопожарного водопровода и автоматического пожаротушения с помощью традиционной дренчерно-спринклерной системы и автоматической установки тонкораспыленной водой (АУПТ-ТРВ) с малорасходными пожарными кранами.

Должна отметить, что проектирование велось в 2021-2022 годах и было обозначено, что проектирование ведётся по Постановление Правительства РФ от 04.07.2020 №985 «Об утверждении перечня национальных стандартов и сводов правил (частей таких стандартов и сводов правил), в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений" и о признании утратившими силу некоторых актов Правительства Российской Федерации.

Проект разрабатывался с учетом Специальных технических условий по пожарной безопасности (СТУ ПБ) на данный объект, разрабатываемый ООО "НИЭЦ Пожарной Безопасности", а также действующих норм, в том числе СП 485.1311500.2020, СП 486.1311500.2020 для систем автоматического пожаротушения.

Необходимость разработки СТУ ПБ была обусловлена отсутствием нормативных требований пожарной безопасности при проектировании:

· общественного здания, являющегося объектом культурного наследия регионального значения, и невозможностью приведения его к существующим требованиям пожарной безопасности, с сохранением исторической лестницы (исторической лестничной клетки) в качестве эвакуационной в надземной части здания, сохранением столярного заполнения дверных и оконных проёмов, являющихся предметом охраны, с сохранением существующих конструкций и элементов фасадов и крыши, с сохранением существующего местоположения (противопожарных расстояний до существующих зданий (сооружений)) и существующего расположения подъездов, проездов для пожарной техники и их размеров;

· выбору противопожарных преград между реконструируемым зданием и сооружением ТП;

· общественного здания с устройством антресолей;

· автоматической пожарной сигнализации в пространстве сцены высотой более 21 м;

· автоматического пожаротушения в пространстве сцены высотой более 20 м.

В ходе проектирования и разработки вариантов размещения необходимого оборудования, пришли к одному возможному и экономически обоснованному варианту проектирования -совмещенной системы автоматического пожаротушения и внутреннего противопожарного водопровода тонкораспыленной водой с малорасходными пожарными кранами на ней. Для этих целей необходимо было предусмотреть оборудование АУПТ-ТРВ Fogstream.

Рисунок №1. Логотип компании «Fogstream».
Рисунок №1. Логотип компании «Fogstream».
«Fogstream» участник Сколково
«Fogstream» участник Сколково

По нормативным требованиям для пожаротушения театров необходимо учитывать следующие важные моменты:

· Дренчерные оросители устанавливаются под колосниками сцены и арьерсцены, под нижним ярусом рабочих галерей и соединяющими их нижними переходными мостиками, в сейфах скатанных декораций и во всех проемах сцены, включая проемы портала, карманов и арьерсцены, а также части трюма, занятой конструкциями встроенного оборудования сцены и подъемно-опускных устройств.

· Спринклерными установками оборудуются: покрытия сцены и арьерсцены, все рабочие галереи и переходные мостики (кроме нижних), трюм (кроме встроенного оборудования сцены), карманы сцены, арьерсцена, а также складские помещения, кладовые, мастерские, помещения станковых и объемных декораций, камера пылеудаления, фуражные, инвентарные и хозяйственные кладовые, помещения производственного назначения и обслуживания сцены, помещения для животных, чердачное подкупольное пространство над зрительным залом

· На планшете сцены при его площади до 500 м2 устанавливают три, а при большей площади - четыре пожарных крана.

· На каждой рабочей галерее и колосниках размещают не менее двух пожарных кранов, по одному с правой и левой стороны сцены.

Источник водоснабжения для АПТ:источником водоснабжения здания Камерной сцены по проекту являются существующие вводы водопровода от наружной сети, со стороны ул. Никольская. Согласно Техническим условиям, напор на вводе составляет минимум 40 м.вод.ст.

Насосная станция: Насосная пожаротушения проектом предусмотрена на -2 уровне здания. Отдельный выход наружу и/или лестничную клетку отсутствует, что определено в СТУ ПБ.

Насосные агрегаты в насосной станции обеспечиваются 1 категорией надежности действия и к 1 категории по степени обеспеченности подачи воды по СП 8.131330.2020.

Жокей-насос, установленный в насосной станции в дополнении к насосных агрегатам, поддерживает давление в водозаполненных системах (спринклерного пожаротушения и внутреннего противопожарного водопровода).

Пуск насосов обеспечивается автоматическим и ручным. Насосы устанавливаются на фундаменты, массы которых выше массы насосов в 1,5 раза (по техническим требованиям производителя). На всасывающих патрубках применяются фильтры из нержавеющей стали с размером ячейки фильтра не более 100 микрон.

Рисунок №2.1. Применяемая в проекте насосная установка «Fogstream PRO-80-РАН100».
Рисунок №2.1. Применяемая в проекте насосная установка «Fogstream PRO-80-РАН100».

Насосная станция представляет собой модульную установку агрегатного типа. Основных насосных агрегатов - шестнадцать, резервных - один насос, а также один жокей-насос. Насосная станция полностью укомплектована рамой с восемнадцатью насосами, датчиками давления, тремя шкафами управления, коллекторами из нержавеющей стали и необходимой арматурой.

Рисунок №2.2. Применяемая в проекте насосная установка «Fogstream PRO-80-РАН100».
Рисунок №2.2. Применяемая в проекте насосная установка «Fogstream PRO-80-РАН100».

Гидравлический расчет: расходы на автоматическое водяное пожаротушение тонкораспыленной водой АУП-ТРВ составят 2344, 11л/мин (39,10 л/с)

В том числе:

· Расходы на внутренний противопожарный водопровод составят 3,0 л/с (180 л/мин)

для ПК-м.

· дренчерное пожаротушение – 31,4 л/с (1885,76 л/мин)

· спринклерное пожаротушение – 4,7 л/с (278,35 л/мин)

Что в свою очередь является очень экономичным вариантом для любого объекта с ограничениями по водопотреблению от сети или резервуаров.

Рисунок №3. Принципиальная схема пожаротушения
Рисунок №3. Принципиальная схема пожаротушения

Патрубки на фасаде: очень частая проблематика устройства патрубков на фасаде здания, которое находится под охраной культурного наследия. Но тем не менее было выделено место в арке.

Рисунок №4. Вид размещения патрубков в арке на плане цокольного этажа на отметке -3.200.
Рисунок №4. Вид размещения патрубков в арке на плане цокольного этажа на отметке -3.200.

Для возможности подачи воды от передвижной техники к системе АУП-ТРВ и ВПВ-ТРВ выведены на фасад здания в уровне 1 этажа снаружи в арке патрубки ГМ80. На линии от патрубков подключения пожарной техники устанавливаются обратные клапаны и задвижки внутри здания в помещении насосной станции пожаротушения.

В проекте были применены малорасходные пожарные краны ТРВ. Согласно СТО, здания театров Ф2.1 с вместимостью более 300 мест - 3 струи компактная струя 0,6 л/с и распыленная струя 1,0 л/с. Пожарные краны размещаются в пожарных шкафах с отверстиями для проветривания, полностью в согласованных с реставраторами местах. Расстановка осуществляется с учетом тушения каждой точки 2 стволами от двух различных пожарных кранов.

Трубопроводная система: в соответствии с Заданием на проектирование применяются трубы из нержавеющей стали. Согласно СТО, допускается применение нержавеющей стали, прошедшей специальный контроль качества компании ООО «Фогстрим». Соединение трубопроводов сварное.

Испытание на прочность производится под давление выше рабочего в 1,5 раза.

Питающие трубопроводы оборудуются промывочными кранами. В тупиковых трубопроводах, наиболее удаленных от узла управления, устанавливаются краны для промывки.

В местах нижних точек обеспечены вентили слива воды, в случае невозможности применить продувку. Для контроля давления перед диктующим оросителем монтируется вентиль с манометром.

Применяется механическая продувка (кран для спуска воздуха) в верхних точках системы АУП-ТРВ. Окрашивание трубопроводов из нержавеющей стали не предусматривать, согласно СТО. Трубопроводы АУП-ТРВ и ВПВ-ТРВ крепятся к конструкциям здания с помощью траверс, кронштейнов и подвесов. Трубопроводы Ø15 мм крепятся с шагом 2,5 м; Ø28-35 мм – 3,5 м; Ø35-60 мм – 4,0 м. Проходы трубопроводов через ограждающие конструкции выполняются через гильзу с уплотнением негорючими материалами.

Данные решения очень выгодны в объектах реставрации, где есть сложности с прокладками коммуникаций и/или запотолочное пространство крайне заужено.

Рисунок №5.1. Визуализация интерьера сцены и зрительного зала.
Рисунок №5.1. Визуализация интерьера сцены и зрительного зала.
Рисунок №5.2. Визуализация интерьера сцены и зрительного зала.
Рисунок №5.2. Визуализация интерьера сцены и зрительного зала.

Проблема колосников: в СТУ ПБ были прописаны решения, а именно для защиты пространства сцены (в том числе колосников) высотой более 20 м автоматическим пожаротушением следует предусматривать один из следующих способов:

· установку спринклерных оросителей системы АУПТ с интенсивностью подачи воды не менее 0,16 л/с×м2, минимальной расчетной площадью тушения 90 м2 и расходом воды не менее 30 л/с;

· АУП-ТРВ с характеристиками, согласно Стандарта организации, согласованного в установленном порядке;

· с подтверждение расчетно-аналитическим методом согласно приложения «В» СП 485.1311500.2020, с последующим заключением специализированной организации.

В помещениях высотой выше 15 м и до 20 м могли бы применяться спринклерные оросители с увеличением интенсивности орошения и расчетной площади на 10% на каждые 2м, но в данном случае высота была больше. В таких случаях применяют или дренчеры, или спринклеры с принудительным пуском.

Применение дренчеров нас ограничивало в связи с жесткими ограничениями по предоставленным расходам на пожаротушение, а размещение пожарного резервуара или нескольких резервуаров не представлялось возможным.

Для решения данного вопроса коллеги ООО "НИЭЦ Пожарной Безопасности" разработали документ расчетов возможности использования спринклерной автоматической установки пожаротушения в рамках подтверждения СТУ ПБ, проще говоря подтверждение эффективности использования данных оросителей в определенных условиях.

Дренчерные распылители применялись в проекте, согласно нормативным требованиям, в качестве водяных завес.

Рисунок №6. Расчетная схема для гидравлического расчета (дренчеры).
Рисунок №6. Расчетная схема для гидравлического расчета (дренчеры).

Максимальное расстояние между дренчерными оросителями в завесе 3 м. Несколько дренчерных завес объединяются в одну систему на один узел управления с возможностью ручного управления. Включение дренчерных завес обеспечивается как автоматически, так и вручную (дистанционно и по месту).

Рисунок № 7. План на отм. +15.900 с пожаротушением.
Рисунок № 7. План на отм. +15.900 с пожаротушением.
Рисунок № 8. План на отм. +19.500 с пожаротушением.
Рисунок № 8. План на отм. +19.500 с пожаротушением.
Рисунок № 9. Разрез по сцене с сетями пожаротушения.
Рисунок № 9. Разрез по сцене с сетями пожаротушения.
Рисунок № 10. 3Д схема тушения сцены и верхнего уровня с установкой тепловых экранов.
Рисунок № 10. 3Д схема тушения сцены и верхнего уровня с установкой тепловых экранов.

Выводы: Применение рабочим коллективом системы АУП-ТРВ высокого давления в данном объекте с ограничениями по возможности хранения и использования воды на нужды пожаротушения в резервуарах, ограничение по расходам от вводов водопровода от наружной сети водоснабжения, а также в связи с особенностями самого объекта культурного наследия, оказалось лучшим вариантом, подтвержденным как в экспертизе, так и в службе Заказчика.