Противопожарные cистемы

P. Mariani

Противопожарные системы должны иметь воду в объеме и с напором, достаточными для обеспечения эффективного тушения наиболее серьезного загорания, которое может возникнуть на данном объекте. При расчете системы следует учитывать наибольшие специфические риски.

Если есть такая возможность, целесообразно оснастить противопожарную сеть системой комбинированных питателей, с тем, чтобы вода могла поступать в нее одновременно из нескольких источников (например, водопровода и накопительного резервуара).

Для питания сети пожаротушения могут использоваться, в том числе сточные (обратные) воды, обработанные должным образом. Разумеется, во избежание загрязнения в этом случае соответствующую сеть необходимо надежно отделить от водопроводной сети, предназначенной для потребления человеком. Большую роль играет также защита воды в водопроводе и резервуарах от замерзания. Для этого наружный трубопровод заглубляют, а трубопровод и резервуары, проложенные в неотапливаемых помещениях, оборудуют необходимой теплоизоляцией.

Основными техническими регламентами в области систем пожаротушения считаются UNI 9489 («Системы пожаротушения. Стационарные автоматические водораспыливающие системы») и UNI 9490 («Системы пожаротушения. Питание водой систем автоматического пожаротушения»).

Рисунок 1. Схема подключения системы пожаротушения к водопроводной сети

Рисунок 2. Схема питания самотеком из запасного резервуара

Подключение к водопроводной сети

Требования, обязательные к соблюдению при организации питания водой различных видов гражданских (жилой фонд, административные здания, школы, гостиницы, больницы, театрально-зрелищные центры и пр.) и промышленных объектов таковы:

– в отношении гражданских объектов, имеющих высоту пожаротушения более 24 м – в сети гидрантов должно быть не менее одного стояка на каждую лестничную шахту, откуда на каждый этаж отводится не менее одного гидранта, имеющего крепление для подключения гибкого трубопровода либо крепление для разматывающегося пожарного шланга;

– расчетная мощность системы пожаротушения должна составлять не менее 360 л/мин на каждый стояк и предусматривать при наличии нескольких стояков возможность одновременной работы не менее двух из них. Кроме того, система питания должна обеспечивать на каждые три наименее благоприятных в гидравлическом отношении гидранта поступление не менее 120 л/мин с остаточным напором на подающей горловине не менее 1,5 атмосфер в течение часа.

Обычно вода для сети пожаротушения забирается из водопровода. Но если на конкретном объекте параметров водопровода оказывается не достаточно для обеспечения установленных требований (что проверяется специальными замерами мощности и напора), питание усиливается за счет установки насосных агрегатов либо за счет создания запаса воды, который постоянно доступен, пополняется из того же водопровода общего пользования (и/или из другого источника) и расположен на повышенном уровне.

Подключение к водопроводной сети общего пользования может осуществляться напрямую либо через счетчик (большого диаметра во избежание снижения рабочего давления воды). При этом следует предусмотреть установку вентиля либо обратного клапана.

При организации ответвлений от сети питания гидрантов обязательно устанавливаются отсечный клапан, манометр и реле давления. Отсекающий клапан нужно заблокировать в положении «открыто» либо оборудовать автоматической системой управления. Для контроля давления в сети используют манометр и реле давления. В частности, реле давления в системе единого питания генерирует тревожную сигнализацию, если давление воды опускается ниже 80 % расчетного нерабочего уровня. Обратный клапан препятствует возврату в водопроводную сеть воды из сети пожаротушения. Для проверки его работоспособности на участке перед системой устанавливается проверочный кран. Проверка производится при закрытом отсекающем клапане.

В системе, питающей несколько стояков гидрантов, в основании каждого стояка такой сети устанавливаются дополнительно отсекающий клапан стояка и обратный клапан с проверочным краном.

Дополнительный отсекающий клапан, заблокированный, так же как и основной, в положении «открыто» либо оснащенный автоматической системой управления, позволяет проводить работы по техническому обслуживанию обратных клапанов отдельных стояков не перекрывая всю сеть целиком. Кроме того, в основании каждого стояка необходимо предусмотреть возможность подключения пожарных автомобилей муниципальных пожарных частей для аварийной подачи воды в сеть пожаротушения.

Рисунок 3. Схема подключения водонапорного насоса

Рисунок 4. Схема установки разделительного бака

Питающий резервуар

В качестве альтернативы подключению напрямую к водопроводу (который зачастую не в состоянии обеспечить требуемые параметры мощности и рабочего давления) сеть пожаротушения может питаться с забором воды из специального резервуара (ванны либо накопительного бака), расположенного на уровне выше уровня сети. Емкость такого резервуара должна быть достаточной, чтобы обеспечить потребности пожаротушения в соответствии с требованиями действующих регламентов, и рассчитывается, в том числе с учетом пропускной способности, требующейся на его пополнение. Ванны и резервуары необходимо периодически чистить и защищать от замерзания. Накопительный бак и водопроводная сеть должны быть легко досягаемы для текущего обслуживания. В случае использования воды из пожарного резервуара ее запасы должны немедленно пополняться. Емкость резервуара должна быть достаточной для обеспечения полного тушения возгорания. Пополнять пожарный резервуар можно различными способами. В зависимости от конфигурации пожарной сети и конкретной ситуации предпочтительными представляются следующие схемы:

– наличие теоретически неисчерпаемого источника воды, образуемого постоянными водными зеркалами (различные водоемы, такие, например, как озера) либо течениями (реки, каналы), естественными либо искусственными, которые даже при минимальном уровне воды, будучи сами по себе расположены на уровне выше уровня пожарной сети, обеспечивают практически неограниченное питание в самотечном режиме. Следует обратить внимание на то, чтобы превышение уровня источника воды обеспечивало достаточное рабочее давление в системе пожаротушения;

– наличие теоретически неисчерпаемого источника воды, но на уровне ниже уровня сети пожаротушения. Это могут быть морские водоемы или источники воды в колодцах. В этих случаях вода может использоваться только при наличии стационарного водонапорного насоса соответствующей мощности. Если для пожаротушения предусматривается использование морской воды, то с учетом ее крайне высокой коррозийности для трубопровода сеть пожаротушения рекомендуется держать незаполненной либо заполненной пресной водой, а морскую воду подавать исключительно при тушении возгорания. При этом после тушения систему следует тщательно промыть пресной водой. Пользование колодцами не всегда целесообразно, поскольку для тушения требуются большие объемы воды, и не всякий колодец может их обеспечить (необходимы подтвержденные данные о запасах конкретного горизонта и их соответствии требуемым параметрам расхода);

– водой из водопровода (или других источников) наполняется резервуар, расположенный на уровне выше уровня сети пожаротушения (на крыше здания). Объем резервуара должен быть достаточным, чтобы при необходимости компенсировать возможную нехватку воды при тушении возгорания из водопровода.

Резервуар держится полным, для этого используется вода источника, в том числе для наполнения водоприемника после тушения возгорания. Подача воды регулируется отсекающим клапаном, заблокированным в положении «открыто» (либо оснащенным автоматической системой управления), и хотя бы одним поплавковым клапаном. Резервуар оснащается индикатором уровня, легко читаемым на расстоянии, и независимым от индикатора уровня устройством тревожной сигнализации, подающим сигнал тревоги в случае, если уровень воды в резервуаре опускается ниже установленного минимального уровня. Кроме того, в оснащение входит датчик перелива (диаметром не менее DN 100) и донный слив (оборудованный клапаном, обычно установленным в положение «закрыто» либо оснащенным автоматической системой управления). Если резервуар закрытого типа, необходимо предусмотреть воздушный спускной клапан, имеющий диаметр не менее диаметров водозаборной и наполняющей труб (из этих двух в качестве контрольного берется наибольший), в любом случае не менее DN 100. Водозаборная труба оснащается фильтром. Водозаборная труба, а также основания отдельных стояков сети гидрантов комплектуются регулирующими устройствами, состоящими из отсекающего клапана (установленного в положение «открыто»), обратного клапана и соответствующего регулятора водонепроницаемости. Кроме того, в стояках необходимо предусмотреть возможность подключения пожарных автомобилей муниципальных пожарных частей. Система может предусматривать также возможность подключения к дополнительному источнику питания водой.

Рисунок 5 (подробнее)   Сеть с питающим насосом из источника ниже уровня водонапора

Рисунок 6 (подробнее)   Сеть с питающим насосом из источника выше уровня водонапора

Водонапорный насос

Иногда при организации сети пожаротушения водозабор предусматривается из водопроводной сети, которая по каким-либо причинам не в состоянии обеспечить объемы воды и рабочее давление, требующиеся для эффективного тушения возгорания. В таких случаях используются специальные насосы, призванные обеспечить необходимые функциональные параметры сети пожаротушения. Такие насосы называют напорными. Насос, оснащенный байпасом (диаметром не менее диаметра подающего патрубка насоса) с обратным клапаном, включается автоматически только, когда давление в водопроводе становится недостаточным. Насос имеет привод через реле давления блока управления.

Поскольку при нормальной работе насоса возможные неисправности могут и не проявляться, для повышения надежности системы и проверки ее работоспособности с регулярными интервалами запускается проверочное устройство. По соображениям чисто практическим не всегда можно к водопроводной сети подключить напорный насос, увеличивающий давление. Для этих случаев предусмотрены так называемые разделительные ванны. Полезная емкость такой ванны должна обеспечивать работу насоса на полной мощности не менее 5 мин. (или не менее 1 м³ воды). Два поплавковых клапана пропускной способностью порядка 70 % требуемой пропускной мощности обеспечивают приток воды в бак по мере того, как она забирается насосом. Отсекающий клапан установлен в положение «открыто», перед ним имеется дополнительный сквозной проверочный клапан DN 50, а также датчик тревожной сигнализации реле низкого давления.

Питающий насос

Из теоретически неисчерпаемого источника воду можно забирать простым самотеком, если источник расположен в достаточной степени выше напорного уровня по отношению к сети пожаротушения. Если, напротив, перепад высот недостаточный для обеспечения требуемых объемов и давления или даже отрицательный, необходимо использовать питающий насос. Те же условия верны для питания системы накопительного типа, ванны или бака, которые независимо от источника питания находятся на уровне, недостаточном для обеспечения напора.

В отношении источника воды для системы пожаротушения в зависимости от того, имеется или не имеется возможность установить насос ниже напорного уровня, существуют две схемы организации сети. Насос считается расположенным ниже напорного уровня, когда его ось находится на 60 см и более ниже минимального уровня воды в водоеме (или водоприемнике), откуда осуществляется водозабор. Установка насоса ниже напорного уровня предпочтительней и рекомендуется всегда, когда это представляется возможным.

При установке выше напорного уровня следует предусмотреть бак соответствующей емкости для заливки насоса перед пуском. Насосы рекомендуется устанавливать в специально выделенном для систем пожаротушения помещении, имеющем соответствующую огнезащиту и оборудованном системой вентиляции.

Система с питающим насосом ниже напорного уровня. Насос всасывает воду со дна бака, при необходимости оснащенного устройством антивихрь, по каналу, имеющему незначительный уклон вверх во избежание образования воздушных пробок. На данном участке канала устанавливаются манометр-вакуумметр и всасывающий вентиль.

На участке, соединяющем насос с коллектором, питающим сеть пожаротушения, установлены подающий стопорный клапан, манометр, подающий вентиль. Чтобы иметь возможность периодически проверять работоспособность насоса в системе имеется вспомогательный канал, по которому через проверочный клапан насоса и измеритель мощности в бак сливается вода, выкачанная во время проверки. Такая вода через клапан может сливаться наружу. Насос должен запускаться автоматически и работает в постоянном режиме. Остановка насоса производится вручную.

Для автоматического запуска от подающего канала устроено ответвление на пусковое реле давления. Помимо этого имеются отсекающий клапан реле давления, манометр, стопорный клапан и спускной клапан. Реле давления тарировано на запуск насоса, когда давление на нижнем участке снижается до уровня 75–80 % давления при работающем насосе с закрытой подачей. Если сеть питается несколькими насосами, достаточно установить реле давления на каждый насос. Если питающий насос один, в целях обеспечения безопасности на него следует установить два реле давления. От подающего канала имеется также ответвление для возврата в резервуар части откачанной воды в случае, когда давление на 20 % превышает максимально требуемое для сети. Слив регулируется посредством реле давления и спускным клапаном (состоящим из диафрагмы).

Система с питающим насосом выше напорного уровня. Расстояние по вертикали между осью насоса и минимальным уровнем воды не должно превышать 3,7 м. Каждый насос должен оборудоваться независимым всасывающим каналом, оснащенным в точке всасывания фильтром и донным клапаном. Пуск насоса осуществляется самотеком воды, вытекающей из пускового заливного бака (емкостью не менее 500 л), работающего в режиме независимого питания водой (с автоматическим доливом). Если в сети работают несколько насосов, каждый из них оснащается пусковым заливным баком.

Долив такого бака осуществляется из водопровода через поплавковый клапан либо из иного доступного источника воды.

Пусковой канал соединяется с подающей трубой насоса и оснащен отсекающим клапаном и стопорным клапаном (расположенным как можно ближе к насосу). Пусковой заливной бак, корпус насоса и всасывающий канал должны быть постоянно заполнены водой, в том числе в случае существенной утечки через донный клапан. Если объем утечки превысит объем долива пускового бака, насос должен автоматически запуститься для компенсации дисбаланса. В остальном действуют условия, приведенные выше для насосов ниже напорного уровня.

Рисунок 7. Компенсационный насос системы ниже напорного уровня

Рисунок 8. Компенсационный насос системы выше напорного уровня

Компенсационный насос

Это электрический центробежный насос, как правило, самозапускающийся, применяемый для поддержания давления в сети пожаротушения, где используются питающие насосы. Он компенсирует небольшие потери в контуре и предотвращает запуск питающего насоса (или насосов), которые в противном случае срабатывают автоматически.

Режим работы компенсационного насоса – автоматический, аналогичный автоклаву. Агрегат оснащен независимой автоматической системой управления, тарированной таким образом, чтобы компенсационный насос включался прежде, чем запускались питающие насосы, и выключался, как только давление в сети стабилизируется. Компенсирующий насос устанавливается параллельно питающим насосам и может подключаться к их всасывающим каналам. Так же, как питающие насосы, компенсационный насос может устанавливаться ниже или выше напорного уровня.

Питание из резервуара под давлением

Резервуары под давлением (типа автоклав) допускаются к применению в качестве единственного источника питания сети пожаротушения исключительно в случае, когда требуется обеспечить защиту от несущественных рисков. На более важных объектах они могут использоваться только как вспомогательные источники питания. Такие резервуары, оснащенные насосом и воздушной подушкой, должны отвечать требованиям действующих регламентов в отношении приборов под давлением. В частности, они должны иметь:

– манометр с циферблатом, установленный на участке над резервуаром (зона воздуха);

– индикатор уровня, обеспечивающий индикацию нормального уровня воды;

– устройства, обеспечивающие техническое обслуживание и регулирование предохранительных клапанов без выключения всей системы целиком.

Кроме того, такой резервуар должен иметь специальное устройство автоматического долива воды и воздуха. Если резервуар под давлением является единственным источником питания сети пожаротушения, его оборудуют системой тревожной сигнализации, которая посредством реле давления предупреждает о снижении давления воды ниже уровня 80 % от предусмотренного в штатном режиме.

 

Перепечатано с сокращениями из журнала RCI №6/2005

Перевод с итальянского С. Н. Булекова