И в экстремальных условиях надежность будет обеспечена! (Об особенностях проектирования систем противопожарного водоснабжения для особых природно-климатических условий)
Значительная часть территории России, включая области Крайнего Севера и Дальнего Востока, находится в зоне распространения многолетнемерзлых грунтов (криолитозоны), занимающих порядка 65% площади страны, либо в регионах с высокой сейсмической активностью.
Строительство и эксплуатация инженерных систем в таких условиях сопряжены с рядом сложностей: подвижки и пучинистость грунтов при оттаивании приводят к деформации подземных коммуникаций, а подземные толчки могут разрушить наземные сооружения и сети. При этом особые требования предъявляются к системам противопожарного водоснабжения, которые должны гарантированно обеспечить подачу воды для ликвидации возгораний в момент чрезвычайной ситуации.
Проектирование в условиях распространения многолетнемерзлых грунтов (криолитозоны)
Нормативное регулирование и общие подходы
Проектирование в криолитозоне должно учитывать два основных принципа использования грунтов в качестве оснований, установленных СП 25.13330.2020 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах СНиП 2.02.04-88»:
I принцип (сохранение мерзлого состояния): применяется для прочных грунтов, чья несущая способность снижается при оттаивании. Конструкции (в т.ч. трубопроводы) проектируются так, чтобы исключить тепловое воздействие на основание.
II принцип (допущение оттаивания): применяется для грунтов, деформация которых при оттаивании допустима.
Основные технические требования, в т.ч. к непрерывности движения воды в сетях, изложены в разделе 16 «Дополнительные требования к системам водоснабжения в особых природных и климатических условиях» СП 31.13330.2021 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения».
СП 8.13130.2020 «Системы противопожарной защиты. Наружное противопожарное водоснабжение. Требования пожарной безопасности» также относит проектирование в особых условиях к своей компетенции, отсылая к требованиям СП 31.13330.2021 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения» для их учета.
Технические решения для сетей
Главная цель — предотвратить замерзание воды и обеспечить герметичность сети.
1. Надземная прокладка. Единственный надежный вариант в условиях массивной мерзлоты для протяженных сетей (на сваях или эстакадах).
2. Подземная прокладка. В изолированных футлярах с эффективной теплоизоляцией (например, пенополиуретановая) и саморегулирующимся греющим кабелем, либо в специальных вентилируемых каналах.
3. Циркуляция воды. Согласно п. 16.58 СП 31.13330.2021 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения» схема водоснабжения должна обеспечивать непрерывное движение воды на всех участках водоводов и сети.
Обеспечение работоспособности узлов учета и водозабора
- Источники воды. Водозаборные сооружения на многолетнемерзлых грунтах проектируются с расчетом допустимых деформаций оснований при оттаивании (п. 16.56 СП 31.13330.2021 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения»).
- Пожарные гидранты. Классические гидранты московского типа неприменимы. Используются модификации с электроподогревом корпуса либо схемы с сухотрубами.
Проектирование систем противопожарного водоснабжения в сейсмических районах
Нормативные требования
Основные требования к системам противопожарного водоснабжения в сейсмических районах изложены в разделе 12 СП 8.13130.2020 «Системы противопожарной защиты. Наружное противопожарное водоснабжение. Требования пожарной безопасности»:
- Источники водоснабжения. В районах с сейсмичностью 8 баллов и более при проектировании систем противопожарного водоснабжения I категории и, как правило, II категории надлежит предусматривать использование не менее двух источников водоснабжения, допускается использование одного поверхностного источника с устройством водозаборов в двух створах, исключающих возможность одновременного перерыва подачи воды.
- Запас воды. В системах противопожарного водоснабжения в районах с сейсмичностью 8 баллов и более при использовании одного источника водоснабжения (в том числе поверхностного при заборе воды в одном створе) в емкостях надлежит предусматривать пожарный объем воды в два раза, больше определяемого в соответствии с пунктом 9.2 настоящего свода правил.
- Количество пожаров. Расчетное число одновременных пожаров в районах с сейсмичностью 9 баллов и более необходимо принимать на один больше, чем указано в пунктах 5.1, 5.15 и 5.16 настоящего свода правил (за исключением населенных пунктов, предприятий и отдельно стоящих зданий при расходе воды на наружное пожаротушение не более 15 л/с).
Требования к резервуарам и насосным станциям
В районах с сейсмичностью 7 баллов и более количество резервуаров с пожарным объемом воды в одном узле должно быть не менее двух, при этом соединение каждого резервуара с подающими и отводящими трубопроводами должно быть самостоятельным, без устройства между соседними резервуарами общей камеры переключения.
В районах с сейсмичностью 7 баллов и более насосные станции противопожарного водопровода не допускается блокировать с производственными зданиями и сооружениями.
Проектирование трубопроводных сетей
Общие требования к сетям водоснабжения в сейсмических районах устанавливает СП 31.13330.2021 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения» (раздел 16):
- На вводах и выходах трубопроводов из зданий или сооружений, в местах присоединения трубопроводов к насосам, водозаборным скважинам, в местах соединения стояков водонапорных башен с горизонтальными трубопроводами, а также в местах резкого изменения профиля или направления трассы трубопроводов необходимо предусматривать гибкие соединения, допускающие угловые и продольные перемещения концов трубопроводов в стыках. Это также касается мест присоединения к насосам и водозаборным скважинам.
- При проектировании водоводов и сетей в сейсмических районах допускается применять все виды труб, указанные в п. 11 и обеспечивающие надежную работу при воздействии сейсмических нагрузок (стальные, полиэтиленовые трубы (в том числе ПЭ100) и чугунные трубы с шаровидным графитом (ВЧШГ), обладающие необходимой пластичностью).
Таким образом, проектирование систем противопожарного водоснабжения в условиях вечной мерзлоты и высокой сейсмической активности требует принципиально иных подходов по сравнению со стандартными условиями. В криолитозоне ключевыми становятся задачи сохранения мерзлого состояния грунтов, предотвращения замерзания воды в трубопроводах и обеспечения герметичности сети, что достигается надземной прокладкой, использованием греющих кабелей, усиленной теплоизоляцией и постоянной циркуляцией воды. В сейсмических районах на первый план выходят резервирование источников и запасов воды, применение гибких соединений, пластичных материалов труб (полиэтилен, чугун с шаровидным графитом) и специальных антисейсмических креплений оборудования. Только комплексное применение этих решений способно гарантировать работоспособность противопожарного водоснабжения в момент чрезвычайной ситуации, когда землетрясение или аномальные морозы не отменяют риск пожара, а часто становятся его дополнительной причиной.
