Проектирование внутреннего противопожарного водопровода и классификация систем

Проектирование внутреннего противопожарного водопровода (ВПВ) — это не формальность и не «один из разделов проекта». Это инженерная система, от которой напрямую зависит возможность локализовать пожар на ранней стадии и выиграть самое ценное — время. Ошибка здесь стоит дорого, поэтому начинать нужно не с труб и насосов, а с понимания: что именно мы проектируем, по каким правилам и для каких условий.

Виды противопожарного водоснабжения

Внутренний противопожарный водопровод относится к системам противопожарного водоснабжения и принципиально отличается от автоматических установок пожаротушения. Его ключевая особенность — обязательное участие человека в процессе тушения пожара. Это значит, что система должна быть не только рассчитана, но и понятна, доступна и работоспособна в реальных условиях.

Нормативная база и место ВПВ в системе водоснабжения

Проектирование ВПВ опирается не на «практику», а на конкретные нормативные документы. Базу формируют:

• Федеральный закон № 123 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» от 22 июля 2008 года;
• Федеральный закон № 384 «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений»;
• Постановление правительства Российской Федерации № 1470 «Правила противопожарного режима в Российской Федерации»;
• СП 30.13330.2020 Свод Правил «Внутренний водопровод и канализация зданий» 1 июля 2021 года;
• СП 10.13130.2020 Системы противопожарной защиты «Внутренний противопожарный водопровод»;
• ПУЭ Правили устройства электроустановок.

Именно они задают общие цели и обязательность выполнения требований пожарной безопасности. Существует три вида водоснабжения.

В свою очередь противопожарное водоснабжение разделяется на три системы:

В практике проектирования и эксплуатации инженерных систем наиболее распространены комбинированные схемы водоснабжения, объединяющие хозяйственно‑питьевой и противопожарный водопроводы. В ряде случаев к данной схеме интегрируется также производственный водопровод. Гидравлический режим наружных сетей регламентируется сводами правил СП 8 и СП 31. Согласно нормативным требованиям:

При недостаточном напоре во внешней сети, не обеспечивающем штатную работу внутреннего противопожарного водопровода (ВПВ) или автоматических установок пожаротушения (АУП), предусматривается монтаж насосных станций подкачки. Данные агрегаты осуществляют забор воды из объединённой наружной сети (хозяйственно‑питьевой + противопожарный водопроводы) и повышают давление до параметров, необходимых для функционирования внутренних противопожарных систем объекта.

В ситуациях, когда давление на вводе в здание падает ниже критического порога 5 м.вод. ст., обязательным элементом ввода становится противопожарный резервуар. Его назначение — создание регламентированного запаса воды для обеспечения работоспособности систем пожаротушения при недостаточном внешнем напоре. Система наружного пожаротушения регламентирует требования к следующим элементам инфраструктуры:

Принцип работы внутреннего противопожарного водопровода ВПВ

Вызывает искреннее удивление позицией специалистов ВНИИПО. Согласно которой, ответственность за тушение пожаров внутри зданий предлагается возложить на обычных граждан. Подобное решение требует предварительной системной подготовки населения.

Без целенаправленного обучения эффективность применения противопожарных систем будет крайне низкой. В рамках рассмотрения устройства внутреннего противопожарного водопровода (ВПВ) отмечается, что основой системы выступает источник водоснабжения. В случае жилых домов и объектов социально‑культурного назначения источниками обычно служат:

• наружные противопожарные сети;
• совмещённые хозяйственно‑питьевые сети с противопожарными функциями.

При этом водоканал в технических условиях фиксирует минимальное давление в точке врезки именно для режима пожаротушения. Однако существуют ситуации, когда наружного водоснабжения оказывается недостаточно. Причины могут быть следующими:

• недостаточная производительность системы;
• напор ниже 5 м водяного столба в точке врезки.

В подобных случаях на вводе в здание предусматривается монтаж резервуара. После этого система формируется поэтапно:

1. Прокладка сети трубопроводов с верхней или нижней разводкой.
2. Установка насосного оборудования (при необходимости — если напор в точке врезки недостаточен).
3. Монтаж системы стояков, оснащённых пожарными клапанами (кранами).
4. Размещение специальных пожарных шкафов, содержащих:
   • пожарный кран;
   • ствол;
   • рукав установленной длины.
5. Установка кнопок дистанционного запуска повысительного насоса (при наличии такового в системе).

Согласно пункту 15.1 СП 10, активация ВПВ должна осуществляться автоматически — например, при падении давления в трубопроводе после открытия пожарного запорного клапана. Такой механизм срабатывает при выявлении очага возгорания.

Представьте захватывающий сценарий оперативного реагирования на возгорание: первым делом мы активируем пожарный клапан — и вот уже в руках надёжный пожарный рукав. Разматываем ствол, готовимся к бою с огнём: предстоит либо полностью ликвидировать пламя, либо надёжно локализовать очаг возгорания. В этот критический момент раскрывается интересная техническая деталь: система до нашего вмешательства пребывала в состоянии избыточного давления. Стоит открыть кран — и тут же возникает эффект разрыва струи. Это происходит вне зависимости от локации: будь то верхний этаж с диктующим пожарным краном или самый нижний уровень здания. По мере того как мы приступаем к тушению, наблюдается закономерное падение давления — именно это явление и именуется автоматическим включением. Если система внутреннего противопожарного водоснабжения оснащена насосом, у нас появляется дополнительный инструмент управления: дистанционная кнопка удалённого запуска. Насос приходит в действие по одному из двух сигналов:

• от датчика положения пожарного запорного клапана ДППК (в момент его открытия, при условии размещения в шкафу управления);
• от зоны контроля пожарной сигнализации (при условии, что это не нарушит работоспособность внутреннего противопожарного водопровода).

Классификация систем внутреннего противопожарного водопровода ВПВ

По типу построения ВПВ.

Совмещённый внутренний противопожарный водопровод ВПВ

 

СП 10.13130.2020 п.3.49 Совмещенный ВПВ -объединенный  частью трубопроводной сети с хозяйственно-питьевым водопроводом, и/или производственным водопроводом, и/или водопроводом автоматической установки пожаротушения (АУП).

Наиболее распространённый вариант. Как правило, он объединен с внутренним хозяйственно‑питьевым водопроводом. Совмещенные системы применяются чаще: они обеспечивают циркуляцию воды и исключают застой, но требуют строгого контроля давления и надежной автоматики. Поддерживаются по требованиям СП 8.13130 и СП 31.13330.2021 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения СНиП 2.04.02-84.

В случае интеграции систем внутреннего хозяйственно‑питьевого и противопожарного водоснабжения необходимо соблюдать строгие требования к трубопроводной арматуре. Её подбор осуществляется исходя из проектного значения рабочего давления, при этом минимально допустимый порог составляет 0,6 МПа п.13.7 СП 10.13130.2020.  Ключевым параметром здесь выступает обозначение PN (условное рабочее давление). Для рассматриваемой объединенной системы вся арматура должна иметь класс прочности не ниже PN 6, что эквивалентно давлению 6 бар.

Самостоятельный внутренний противопожарный водопровод ВПВ

СП 10.13130.2020 п.3.50 Самостоятельный ВПВ (он же специальный ВПВ) – все технические средства и трубопроводы которого не связаны с техническими средствами и трубопроводами водопроводов другого назначения.

Реализуется при определённых условиях. Отдельная сеть трубопроводов, предназначенная исключительно для пожарных кранов. Его ключевая особенность — чёткое разделение потоков сразу после ввода. В такой конфигурации достаточно штатного давления, которое обеспечивает водоканал в точках подключения. Система универсальна, по одним и тем же трубопроводам подаётся вода как для бытовых нужд, так и для пожаротушения. На схеме отчётливо видны:

• пожарные краны — для оперативного реагирования на возгорание;
• стояки хозяйственно‑питьевого водоснабжения — для повседневного использования.

При проектировании следует учитывать функциональное назначение различных сегментов трубопроводной сети:

• питающих линий;
• транзитных магистралей;
• распределительных контуров;
• стояков;
• опусков.

Точные определения перечисленных терминов приведены в начальном разделе СП 10 («Термины и определения»).

По способу заполнения трубопроводов ВПВ

Водозаполненный и воздухозаполненный внутренний противопожарный водопровод

СП 10.13130.2020 п.4.2 ВПВ в зависимости от наличия воды в питающих, транзитных и распределительных, стояках и опусках подразделяется на водозаполненный и воздухозаполненный.

Системы внутреннего противопожарного водопровода (ВПВ) подразделяются на два типа: водозаполненные и воздухозаполненные. Выбор конкретного типа регламентируется нормативными требованиями в зависимости от температурных условий эксплуатации.

Согласно пункту 8.1 СП 10, воздухозаполненный ВПВ необходимо предусматривать в случаях, когда часть трубопроводов системы проходит через зоны с температурой ниже 5∘C — например, через неотапливаемые помещения или участки с отрицательной температурой.
В дежурном режиме трубопроводная сеть в таких системах заполнена воздухом, а вода подаётся только при активации пожаротушения. Водозаполненный ВПВ применяется в условиях, где температура окружающей среды стабильно превышает 5∘C. В этом случае вся трубопроводная сеть постоянно находится под давлением и заполнена водой.

По типу огнетушащего вещества ВПВ

Как уже отмечалось, помимо стандартных водяных систем, существуют водопенные установки. Их применение критически важно на объектах с повышенной пожарной опасностью:

• склады легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ);
• предприятия нефтеперерабатывающей отрасли;
• участки розлива масел, нефтепродуктов и т. д.

Почему не вода? На подобных объектах тушение чистой водой может быть не только неэффективным, но и опасным:

• вода не перекрывает доступ кислорода к ЛВЖ, а значит, не прекращает горение;
• при контакте с горящими нефтепродуктами вода может вызвать разбрызгивание и увеличение площади возгорания;
• пена же создаёт изолирующий слой на поверхности жидкости, блокируя доступ кислорода и эффективно подавляя пламя.

По типу водопитателя ВПВ

П 10.13130.2020 п 4.4. ВПВ в зависимости от вида водопитателя подразделяется на ВПВ без повысительных установок и на ВПВ с повысительными установками.

Как мы уже отмечали ранее, проектирование системы внутреннего противопожарного водопровода (ВПВ) напрямую зависит от параметров давления в точке врезки в режиме пожара. Существует несколько вариантов повысительных установок, подходящих для систем противопожарного водоснабжения:

1. Пожарные насосы, питающиеся от внешней магистральной сети водоснабжения. Такое решение позволяет напрямую использовать ресурсы городской сети, повышая давление до требуемых значений.
2. Пожарные насосы с забором воды из пожарного резервуара. Этот вариант особенно актуален в случаях, когда подключение к центральной сети ограничено или невозможно.
3. Водонапорный бак в сочетании с пожарными насосами. Подобная схема обеспечивает стабильный запас воды и поддерживает необходимый напор в системе.
4. Гидропневматический бак совместно с пожарными насосами. Данное решение отличается высокой надёжностью и позволяет оперативно реагировать на изменение давления.
5. Другие виды повысительных установок. К ним относятся, например, хозяйственные питьевые насосы или насосы, предназначенные для системы производственного водопровода — при условии, что они обеспечивают требуемые параметры работы.

При достаточном давление от водоканала.

Прежде всего, если водоканал гарантирует давление, превышающее требуемый проектный напор системы, проектирование ВПВ осуществляется без повысительной установки. Иными словами, при таких условиях дополнительная техническая оснащённость не требуется — существующее давление полностью обеспечивает функционирование системы.

При недостаточном давление в точке врезки

Однако если давление в точке врезки не соответствует необходимым параметрам, возникает потребность в установке повысительных насосов. В этом случае важно грамотно подобрать оборудование, способное компенсировать недостающий напор. В случае если давление в точке врезки составляет менее 5 метров водяного столба либо водоканал не способен обеспечить требуемый расход, на вводе предусматривается установка резервуара. В нём будет храниться расчётный неприкосновенный пожарный запас. Дополнительно монтируются насосы: они обеспечат необходимый напор и расход в системе. При этом важно учитывать, что к такой схеме предъявляются особые требования — в частности, касающиеся скоростей потока.

Гидропневматические баки для ВПВ

Гидропневматический бак это сосуд под давлением, применяемый в системах питьевого водоснабжения для стабилизации напора и накопления воды. Конструктивно они напоминают мембранные гидроаккумуляторы (устанавливаемые после насосов), но отличаются наличием встроенного компрессора для поддержания давления в воздушной полости. Устройство состоит из:

• герметичного металлического корпуса;
• эластичной мембраны, разделяющей водную и воздушную среды;
• компрессора, регулирующего давление газа.

Нормативные требования к размещению гидропневматических баков предусматривают их изоляцию от зон массового скопления людей — помещения с таким оборудованием не должны иметь общих стен, перекрытий или перегородок с местами пребывания большого числа людей. На практике эти правила соблюдаются не всегда.

По способу подачи воды в сеть ВПВ

СП 10.13130.2020 п 4.5. ВПВ в зависимости от способа подачи воды в трубопроводную сеть ВПВ подразделяется на ВПВ с нижней и верхней разводкой.
СП 10.13130.2020 п 6.1.16. Если ВПВ самостоятельный или совмещен с АУП, то кольцевание или закольцевание трубопроводной сети рекомендуется осуществлять снизу.
СП 10.13130.2020 п 6.1.14. В зданиях высотой 18 м и более или 6 этажей и более при ВПВ, объединенным с ХПВ, кольцевание трубопроводной сети должно производиться сверху.

Рассмотрим, как подразделяются внутренние противопожарные водопроводы (ВПВ) в зависимости от способа подачи воды в сеть. Прежде всего, выделяют два основных типа разводки:

• с нижней разводкой;
• с верхней разводкой.

Далее обратимся к требованиям СП 10: в случае самостоятельного ВПВ либо его совмещения с установкой автоматического пожаротушения рекомендуется выполнять кольцевание сети — причём, как правило, снизу. Однако есть важное исключение. В зданиях высотой 18 метров и более (или 6 этажей и выше), если ВПВ объединён с хозяйственно‑питьевым водопроводом (ХПВ), кольцевание следует проводить сверху. Кроме того, для обеспечения сменяемости воды в таких совмещённых системах рекомендуется предусматривать гидравлическую связь опусков с водоразборными опусками через запорную арматуру — разумеется, с соблюдением санитарно‑эпидемиологических требований РФ.

 

В своде правил (СП) отсутствует чёткое толкование соответствующих положений. В нормативной документации фигурируют термины «закольцованная разводка» и «кольцевая разводка», однако их разграничение не раскрыто.

Под закольцованной разводкой подразумевается схема, при которой внутренняя сеть соединяется с наружными коммуникациями таким образом, что формируется замкнутый контур. Это наглядно продемонстрировано на прилагаемом изображении. Если исключить из рассмотрения наружные сети, конфигурация уже не будет соответствовать понятию кольцевой схемы.

Кольцевая разводка, в свою очередь, предполагает создание замкнутого контура исключительно в рамках внутренней сети — без задействования внешних коммуникаций.

Трубопроводы ВПВ

СП 10.13130.2020 п 4.6. Трубопроводы ВПВ в зависимости от назначения подразделяются на вводные, подающие, транзитные, распределительные, стояки и опуски.

Наконец, в зависимости от назначения трубопровода внутри ВПВ выделяют следующие элементы: вводные, подающие, транзитные, распределительные участки, а также стыки и опуски. Требования к трубопроводам регламентируются сводами правил, связанными с Федеральным законом № 123 (в т.  документы № 8, 10, 485). В документе № 8 в разделе «Термины и определения» приводится формулировка всасывающего трубопровода. Согласно ей, это участок от источника забора огнетушащего вещества до всасывающего фланца насоса. Однако с гидравлической точки зрения понятие «всасывающий трубопровод» трактуется несколько иначе. Здесь под ним понимают любой трубопровод, по которому насос забирает воду  будь то резервуар, ёмкость или бассейн. Ключевая особенность такого участка заключается в том, что в нём может формироваться давление ниже атмосферного. Когда насос подаёт воду из резервуара, он функционирует в менее благоприятных условиях по сравнению с забором из наружных водопроводов.

Причина в следующем: в наружных сетях помимо атмосферного давления присутствует избыточное — его минимальное гарантированное значение обеспечивает водоканал. Это существенно облегчает работу насосного оборудования. Отдельно стоит отметить применение водонапорных баков. Подобная схема водоснабжения действительно существует и активно используется как в противопожарных, так и в хозяйственно‑питьевых системах. Чаще всего её внедряют в высотных зданиях, где реализуется зонное водоснабжение: такая организация позволяет эффективно распределять ресурсы между различными уровнями объект.

Запорная арматура систем внутреннего противопожарного водопровода (ВПВ)

1. Выбор типа запорной арматуры

• При наличии водомерного узла предусматриваются задвижки с электроприводом.
• В остальных случаях устанавливаются обычные задвижки для отсечения ввода.

2. Монтаж на кольцевой (закольцованной) трубопроводной сети

На кольцевой сети необходимо устанавливать две ремонтные задвижки с учётом требований СП:

• количество стояков или опусков — до пяти;
• охват участка — не более полукольца;
• обязательное наличие минимум одной задвижки, позволяющей отключить одно из полуколец для проведения ремонтных работ.

3. Оснащение стояков арматурой

• В верхней части стояков монтируется арматура для спуска воздуха.
• В нижней части стояков и опусков устанавливается сливная арматура (например, шаровые краны или аналоги), обеспечивающая возможность полного слива воды из участка сети.

4. Требования к зданиям высотой 7 этажей и более (с одним пожарным стояком)

В средней части пожарного стояка предусматривается установка заборной арматуры, позволяющей:

• отключить половину этажей для проведения ремонтных работ;
• сохранить водоснабжение на остальных этажах.

5. Требования к зданиям высотой более 50 метров (более 18 этажей)

Текущая редакция нормативных документов предусматривает установку задвижек (запорных устройств) на каждом этаже для каждого стояка/опуска. При наличии двух стояков это означает монтаж двух задвижек на этаж, что экономически нецелесообразно и практически не реализуется.

Перспективные изменения (согласно письму ВНИПО): в следующей редакции нормативных документов планируется установить интервал установки затворов на стояках через каждые 8 этажей. Это решение признано технически и экономически обоснованным.

FAQ