В Российской Федерации основным нормативным документом, устанавливающим правила проектирования автоматических установок пожаротушения, является СП 485.1311500.2020. Этот Свод Правил, заменивший устаревший СП 5.13130.2009, ввел ряд критически важных изменений, включая новые требования к надежности водоснабжения и строгие ограничения на применение порошковых и аэрозольных систем в помещениях с постоянным пребыванием людей, что подчеркивает необходимость актуализации всех инженерных проектов.
Введение: Цели и нормативная актуальность проектирования АУПТ
Проектирование автоматических установок пожаротушения (АУПТ) представляет собой комплексную инженерную задачу, имеющую критическое значение для обеспечения безопасности людей и сохранения материальных ценностей. В контексте технического регулирования Российской Федерации, обязательность применения и требования к проектированию систем противопожарной защиты определены Федеральным законом от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».
Актуальность данной курсовой работы обусловлена необходимостью строгого следования действующей нормативной базе, поскольку с 2020 года ключевым документом, регламентирующим нормы и правила проектирования АУПТ, стал СП 485.1311500.2020. Этот новый стандарт требует пересмотра многих традиционных подходов и методик, применявшихся ранее, что обеспечивает соответствие проекта современным требованиям безопасности.
Целевой объект: В рамках данного руководства предполагается проектирование АУПТ для промышленного здания (например, цеха текстильного или деревообрабатывающего производства), которое относится к классу функциональной пожарной опасности Ф5.
Структура работы нацелена на всестороннее раскрытие проектно-расчетных аспектов: от нормативного обоснования и выбора типа системы до детального гидравлического расчета и технико-экономического обоснования.
Нормативно-правовые и теоретические основы
Проектирование АУПТ начинается с правового и нормативного обоснования, которое определяет, что, как и в каких объемах должно быть защищено.
Классификация объектов и требования к защите
В соответствии со статьей 32 Федерального закона № 123-ФЗ, производственные и складские здания, сооружения и помещения относятся к классу функциональной пожарной опасности Ф5. Класс опасности, а также технологические процессы, протекающие в цехе, являются отправной точкой для определения необходимости установки АУПТ и выбора ее параметров.
Необходимость защиты конкретного объекта автоматическими установками пожаротушения определяется не только его функциональной опасностью, но и категорией по взрывопожарной и пожарной опасности (А, Б, В1–В4, Г, Д), площадью и высотой, согласно требованиям СП 486.1311500.2020. Например, производственные помещения, отнесенные к категориям В1–В4, при определенных площадях и нагрузках, подлежат обязательной защите АУПТ, что является неоспоримым требованием к проекту.
Анализ актуальной нормативной базы
Ключевым методологическим фундаментом для данной курсовой работы является СП 485.1311500.2020 «Системы противопожарной защиты. Установки пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования». Этот документ не просто заменил СП 5.13130.2009, но и существенно переработал подходы к проектированию.
Основные изменения и актуальные требования СП 485.1311500.2020:
| Аспект регулирования | СП 5.13130.2009 (Устаревший) | СП 485.1311500.2020 (Актуальный) |
|---|---|---|
| Группы помещений | Использовались более общие группы помещений. | Введена более детализированная классификация (Приложение А), влияющая на требуемые интенсивность орошения и площадь. |
| Расчетная площадь | Расчетные площади орошения были фиксированы. | Введены коэффициенты уменьшения расхода, если фактическая площадь меньше нормативной ($K = S_{ф} / S$). |
| Требования к ОТВ | Ограничения были менее строгими. | Введен прямой запрет на применение порошковых и аэрозольных АУПТ в помещениях с постоянным пребыванием людей. |
| Надежность водоснабжения | Требования к насосным станциям были менее детализированы. | Подчеркнуто требование 1-й категории надежности водоснабжения, детализированы требования к количеству всасывающих и напорных линий. |
Таким образом, проектирование должно строго опираться на актуальные таблицы и методики, изложенные в СП 485.1311500.2020 и СП 486.1311500.2020. Почему же так важно следовать именно новым нормам, а не простому расчету? Потому что несоблюдение современных требований ставит под угрозу сдачу объекта в эксплуатацию и, что более важно, безопасность персонала.
Критерии выбора типа АУПТ и огнетушащего вещества
Выбор типа АУПТ — это стратегическое решение, которое определяет как эффективность тушения, так и потенциальный вторичный ущерб.
Сравнительный анализ ОТВ и систем
Выбор огнетушащего вещества (ОТВ) и системы (водяная, пенная, газовая) определяется двумя ключевыми факторами:
- Пожарная опасность материалов: Физико-химические свойства сгораемых веществ (например, горючие жидкости, твердые материалы, волокнистые вещества).
- Экологические/Технологические риски: Потенциальный ущерб от самого ОТВ (коррозия, намокание, загрязнение) и наличие в помещении людей или ценного оборудования.
| Тип АУПТ | ОТВ | Применение (Типичные объекты) | Преимущества | Недостатки |
|---|---|---|---|---|
| Водяная | Вода (чистая или с добавками) | Промышленные цеха (2-я группа), склады, офисы. | Экономичность, доступность, безопасность для людей. | Высокий вторичный ущерб (намокание, коррозия). |
| Пенная | Водный раствор пенообразователя | Склады ГСМ, нефтехимические производства, ангары. | Высокая эффективность при тушении ЛВЖ/ГЖ. | Требует отдельного хранения пенообразователя, вторичный ущерб. |
| Газовая | Инертные газы, хладоны, фторкетоны | Серверные, архивы, АСУ ТП, музеи. | Отсутствие вторичного ущерба, тушение электрооборудования под напряжением. | Высокая стоимость, необходимость герметизации помещения. |
Для защиты промышленных объектов 2-й группы по пожарной опасности (например, текстильное производство с горючими волокнами), где требуется большой объем ОТВ и минимальная стоимость, чаще всего выбирают водяные спринклерные установки. Вода обладает высоким охлаждающим эффектом и способна тушить твердые материалы, обеспечивая наиболее быстрое снижение температуры в очаге возгорания.
Современные ограничения и чистые агенты
Современное проектирование требует обязательного учета ограничений, наложенных актуальными нормами. СП 485.1311500.2020 вводит четкий запрет на применение порошковых и аэрозольных систем пожаротушения в помещениях, где возможно постоянное или массовое пребывание людей. Это связано с тем, что данные ОТВ создают среду, непригодную для дыхания, и резко снижают видимость, препятствуя эвакуации, что недопустимо с точки зрения обеспечения безопасности.
Защита ценного оборудования. Если в составе промышленного объекта присутствует зона с дорогостоящим, чувствительным к влаге оборудованием (например, шкафы управления, серверные), для этой локальной зоны применяется газовая АУПТ.
В качестве «чистых» огнетушащих агентов для таких зон в России широко применяются:
- Инертные газы (Инерген, Азот, Аргон): Тушение происходит за счет снижения концентрации кислорода.
- Фторкетон (ФК-5-1-12): Эффективный химический ингибитор горения. Его ключевое преимущество — низкий токсикологический профиль. Согласно стандарту ИСО 4520-5, нормативная огнетушащая концентрация для проектирования зафиксирована на уровне
5,4%. Это ниже максимально допустимой безопасной концентрации для человека, что позволяет использовать его в помещениях с постоянным пребыванием людей.
Почему для защиты наиболее чувствительных зон мы не можем просто использовать воду? Водяное тушение, хотя и эффективно, нанесет оборудованию непоправимый ущерб, который часто превышает стоимость самого пожара.
Детализированная методика гидравлического расчета спринклерной АУПТ
Гидравлический расчет — это сердце проекта АУПТ. Он доказывает, что система способна доставить требуемое количество ОТВ (расход, Q) под необходимым давлением (напор, H) к самой неблагоприятно расположенной точке (диктующему оросителю). Методика расчета строго регламентирована Приложением В СП 485.1311500.2020.
Определение расчетных параметров
Расчет начинается с определения требуемой интенсивности орошения и площади тушения.
- Определение группы помещений и продолжительности работы. Для нашего примера промышленного объекта (например, деревообрабатывающее, текстильное производство) принимаем 2-ю группу помещений по пожарной опасности (согласно Приложению А СП 485.1311500.2020).
- Требуемая интенсивность орошения (I) — определяется по таблицам СП.
- Минимальная расчетная площадь орошения (S) — определяется по таблицам СП.
- Минимальная продолжительность подачи ОТВ (согласно Таблице 6.1 СП 485.1311500.2020) составляет 60 минут.
- Расчет требуемого расхода. Требуемый расход огнетушащего вещества (Q) определяется как произведение требуемой интенсивности орошения на минимальную расчетную площадь орошения:
Q = I × S
Пример: Если I = 0,12 л/(с · м²) и S = 120 м² (для 2-й группы), то требуемый расход Q = 0,12 × 120 = 14,4 л/с (или 51,84 м³/ч). - Определение фактического расхода на диктующем оросителе. Расчет напора и расхода начинается с самого удаленного (диктующего) оросителя. Расход воды через один ороситель (q) определяется по формуле:
q = Kор × √P
где:- Kор — коэффициент расхода (производительности) оросителя (указывается в паспорте).
- P — давление (напор) у оросителя, МПа.
Пошаговый расчет потерь напора
Гидравлический расчет — это итеративный процесс, направленный на определение суммарного напора, который должен обеспечить пожарный насос (Hнас).
Суммарный напор насоса рассчитывается по формуле:
Hнас = Hгеом + Hор + Σ ΔPтр + Σ ΔPмс
где:
- Hгеом — геометрическая высота подъема воды от оси насоса до диктующего оросителя.
- Hор — требуемый напор на диктующем оросителе.
- Σ ΔPтр — суммарные потери напора на трение в трубопроводах.
- Σ ΔPмс — суммарные потери напора на местные сопротивления.
Последовательность расчета:
- Определение напора и расхода на диктующем оросителе. Исходя из требуемой интенсивности орошения, определяется минимальный напор (Pmin) для диктующего оросителя.
- Расчет потерь на трение. Потери напора на трение (ΔPтр) рассчитываются для каждого участка трубопровода от насоса до диктующего оросителя. Для расчета используется формула Дарси-Вейсбаха или, чаще, упрощенные формулы, основанные на удельных потерях напора (R, Па/м) и длине участка (L):
ΔPтр = R × L
Удельные потери R зависят от диаметра трубы (d), скорости потока (v) и коэффициента гидравлического трения (λ), который учитывает шероховатость стенок. При проектировании обычно используются табличные данные для стальных или полимерных труб. - Расчет потерь на местные сопротивления (арматура). Потери на местные сопротивления (ΔPмс) учитывают сопротивление фитингов, клапанов, колен и тройников. Они определяются через коэффициент местного сопротивления (ξ):
ΔPмс = ξ × (ρv² / 2)
Где ρ — плотность воды, v — скорость. В проектной практике часто используют метод эквивалентной длины, когда местное сопротивление приравнивается к сопротивлению прямого участка трубы определенной длины. - Суммирование и подбор насоса. Суммируя потери на всех участках и добавляя геометрический подъем и минимальный напор на оросителе, получают требуемый напор насоса (Hнас) при расчетном расходе (Q). На основании этих двух параметров (Q и H) подбирается пожарный насос.
Проектирование водопитателя и обеспечение надежности
Надежность водоснабжения — один из наиболее критичных аспектов проектирования АУПТ. Невозможность подачи воды в расчетном объеме и под расчетным напором делает систему бесполезной.
Обеспечение 1 категории надежности
СП 8.13130.2020 и СП 31.13330 требуют, чтобы водоснабжение водяных АУПТ обеспечивалось по 1 категории надежности. Это означает, что подача воды должна быть бесперебойной даже при выходе из строя одного элемента системы, что обеспечивает ее работоспособность в условиях форс-мажора.
Требования к насосной станции (СП 8.13130.2020):
- Должно быть установлено не менее двух насосных агрегатов (основной и резервный, с автоматическим переключением).
- Для обеспечения 1 категории надежности насосная станция обязана иметь не менее двух всасывающих линий и не менее двух напорных линий, независимо от числа установленных насосов. Это гарантирует, что при аварии или ремонте на одной из линий водоснабжение будет продолжено по другой.
Дополнительно в состав водопитателя входит автоматический водопитатель (например, подпитывающий насос или гидропневматический бак вместимостью не менее 1 м³) для поддержания рабочего давления в дежурном режиме и автоматического запуска основных насосов при падении давления.
Расчет объема и пополнения запаса воды
Расчетное количество воды для тушения должно храниться в запасных пожарных резервуарах или обеспечиваться водопроводом.
Расчет вместимости резервуара (Vобщ):
Вместимость резервуара определяется исходя из полного расчетного расхода (Q) и нормативной продолжительности тушения (T):
Vобщ = Q × T
Пример: При Q = 14,4 л/с и T = 60 минут (3600 с): Vобщ = 14,4 × 3600 = 51840 литров, или 51,84 м³.
Требования к резервуарам (СП 8.13130.2020):
- Количество: Должно быть предусмотрено не менее двух резервуаров или водоемов.
- Запас: В каждом резервуаре должно храниться не менее 50% объема воды, необходимого на пожаротушение.
- Восстановление запаса: Для промышленных предприятий со зданиями категорий А, Б, В (как в нашем примере) максимальный срок восстановления пожарного объема воды в резервуарах должен быть не более 24 часов. Это критически важное условие, которое определяет требуемую производительность источника пополнения (например, городского водопровода).
Технико-экономическое обоснование проектного решения
Технико-экономическое обоснование (ТЭО) — это заключительный этап проектирования, где выбранное техническое решение оценивается с точки зрения его стоимости, эффективности и рисков.
Сравнительный анализ стоимости и рисков
ТЭО должно включать сравнительный анализ двух основных категорий затрат:
- CAPEX (Capital Expenditures) — Первоначальные затраты: Включают стоимость оборудования (насосы, резервуары, трубопроводы, оросители, сигнализация) и монтажные работы.
- OPEX (Operational Expenditures) — Эксплуатационные затраты: Включают стоимость технического обслуживания, электроэнергии для насосов, планового ремонта и содержания запаса ОТВ.
Особое внимание следует уделить потенциальному вторичному ущербу.
| Тип АУПТ | CAPEX (Оценка) | OPEX (Оценка) | Вторичный Ущерб |
|---|---|---|---|
| Водяная спринклерная | Средний | Низкий | Высокий (порча материалов водой) |
| Газовая (ФК-5-1-12) | Высокий | Средний (обслуживание баллонов) | Нулевой (для оборудования) |
Для текстильного или деревообрабатывающего производства, где материалы чувствительны к намоканию, водяная система, несмотря на низкий CAPEX, может повлечь большие потери при срабатывании. Однако, учитывая большой объем защищаемого пространства и высокий риск быстрого распространения огня, водяная АУПТ часто является единственно оправданным решением с точки зрения эффективности тушения больших площадей.
Анализ локализации рынка
В современных экономических условиях при ТЭО необходимо учитывать фактор локализации производства. На российском рынке противопожарной защиты наблюдается устойчивая тенденция к максимальной локализации производств.
Учет этого фактора при проектировании позволяет:
- Повысить надежность поставок: Снижение зависимости от импортных компонентов, что особенно важно для систем 1-й категории надежности.
- Снизить OPEX: Обслуживание и ремонт отечественного оборудования, как правило, обходится дешевле и быстрее, чем импортного, благодаря доступности за��частей и квалифицированного персонала.
- Обосновать стоимость: Хотя первоначальная стоимость (CAPEX) может быть сопоставима, долгосрочная эксплуатационная экономия (OPEX) за счет использования отечественных систем, которые занимают значительную долю рынка (до 75% в сегменте сигнализации и оповещения), служит весомым аргументом в пользу проектного решения.
Заключение
Настоящее руководство, разработанное для курсового проектирования АУПТ промышленного объекта, полностью соответствует актуальной нормативно-технической базе Российской Федерации, прежде всего СП 485.1311500.2020 и ФЗ № 123-ФЗ.
Ключевые проектные решения и расчеты основаны на строгой инженерной логике:
- Нормативное обоснование: Выбор типа АУПТ (водяная спринклерная) обоснован классом пожарной опасности Ф5 и требованиями СП 486.1311500.2020.
- Гидравлический расчет: Детализированная методика расчета, включающая определение требуемого расхода (Q = I × S) и пошаговый учет всех потерь напора (на трение и местные сопротивления), обеспечивает гарантированное срабатывание диктующего оросителя.
- Надежность водоснабжения: Проект предусматривает обеспечение 1 категории надежности водоснабжения, включая не менее двух резервуаров (с запасом 50% в каждом) и насосную станцию с обязательным наличием двух всасывающих и двух напорных линий, а также нормативный срок восстановления запаса воды в течение 24 часов.
Таким образом, разработанный проект автоматической установки пожаротушения является технически обоснованным, экономически целесообразным и полностью соответствующим высоким академическим и инженерным стандартам.
Список использованной литературы
- Мешман Л. М. и др. Проектирование водяных и пенных автоматических установок пожаротушения. М.: ФГУ ВНИИПО МЧС РОССИИ, 2002.
- НПБ 110-2003. Перечень зданий, сооружений, помещений и оборудования, подлежащих защите автоматическими установками пожаротушения и автоматической пожарной сигнализацией.
- НПБ 88-2001. Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования. Утверждены приказом ГУГПС МВД России от 4 июня 2001 г. № 31.
- СНиП 2.04.02-84. Внутренний водопровод и канализация зданий / Госстрой России. М.: ГУП ЦПП, 2000. 150 с.
- СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения / Госстрой России. М.: ГУП ЦПП, 2000. 128 с.
- СП 118.13330.2012. Общественные здания и сооружения. Актуализированная редакция СНиП 31-06-2009. М.: Минрегион России, 2012.
- Шевелев Ф.А. Таблицы для гидравлического расчета стальных, чугунных, асбестоцементных, пластмассовых и стеклянных водопроводных труб. М.: Стройиздат, 1973. 96 с.
- СП 485.1311500.2020. Свод правил. Системы противопожарной защиты. Установки пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования.
- Обоснование выбора эффективной системы автоматического пожаротушения в помещении компрессорного цеха. URL: cyberleninka.ru (дата обращения: 30.10.2025).
- Техническое обслуживание автоматических установок пожаротушения (АУПТ). URL: admaer.ru (дата обращения: 30.10.2025).
- Автоматические установки пожаротушения: как правильно выбирать и эффективно эксплуатировать? URL: secuteck.ru (дата обращения: 30.10.2025).
- Классификация автоматических систем пожаротушения и критерии их выбора. URL: secuteck.ru (дата обращения: 30.10.2025).
- Выбор типа системы пожаротушения — какую автоматическую противопожарную систему выбрать? URL: bontel.ru (дата обращения: 30.10.2025).
- Требования к проектированию установок автоматического водяного и пенного пожаротушения. URL: propb.ru (дата обращения: 30.10.2025).
- Таблицы норм запаса воды для пожаротушения по категориям зданий 2025. URL: inner.su (дата обращения: 30.10.2025).