подписка на электронный дайджест
         
Контакты +7 (812) 336-95-69
  • Сегодня, 24 мая

  • Ближайшие мероприятия

    Показать все ближайшие мероприятия
  • Проектирование системы автоматического пожаротушения тонкораспыленной водой высокого давления камерной сцены Государственного академического Большого театра России

    В. И. Воронова, главный инженер проекта в компании ООО «НТД Реставрация»

     

    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».

    Принятые сокращения в статье:

    — АПТ — автоматическое пожаротушение;

    — АУП-ТРВ — автоматические установки тонкораспыленной водой;

    — ВПВ-ТРВ — внутренний противопожарный водопровод тонкораспыленной водой;

    — СТО — стандарт организации;

    — СТУ ПБ — специальные технические условия по пожарной безопасности;

    — ТП — трансформаторная подстанция.

    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.

     

    Таблица 1. Основные параметры строений

    Наименование строения

    Общая площадь, м2

    Строительный объем, м3 Количество этажей
    Строение 1 7988,16 32 097,2 8
    Строение 1А 8149,55 49 870,4 7

     

    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 современным требованиям строительных норм и правил.

    Первоначально заказчик обозначил в задании на проектирование к системе противопожарной защиты объекта предусмотреть устройство комбинированной системы внутреннего противопожарного водопровода и автоматического пожаротушения с помощью традиционной дренчерно-спринклерной системы и автоматической установки тонкораспыленной водой (АУП-ТРВ) с малорасходными пожарными кранами.

    Должна отметить, что проектирование велось в 2021–2022 годах, и было обозначено, что проектирование ведется по Постановлению 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, 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 проемов, 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. Для этих целей необходимо было подобрать все необходимое оборудование, материалы и арматуру для АУП-ТРВ.

    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-м уровне здания. Отдельный выход наружу и/или лестничную клетку отсутствует, что определено в СТУ ПБ.

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

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

    Пуск насосов обеспечивается автоматически и вручную. 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.

    Насосная станция представляет собой модульную установку агрегатного типа со спецификой работы именно для АУП-ТРВ. Основных насосных агрегатов — 16, резервных — один насос, а также один жокей-насос. Насосная станция полностью укомплектована рамой с 18 насосами, датчиками давления, тремя шкафами управления, коллекторами из нержавеющей стали и необходимой арматурой.

    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.

    Рис. 1. Принципиальная схема пожаротушения

     

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

     

    Рис. 2. 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-го 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 — три струи, компактная струя 0,6 л/с и распыленная струя 1,0 л/с. Пожарные краны размещаются в пожарных шкафах с отверстиями для проветривания, в полностью согласованных с реставраторами местах. Расстановка осуществляется с учетом тушения каждой точки двумя 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. Соединение трубопроводов сварное.

    Испытание на прочность производится под давление выше рабочего в 1,25 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 страт-опоры, профиля и хомутов. 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.

    Рис. 3. Визуализация интерьера сцены и зрительного зала

     

    Рис. 4. 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 АТП 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 стандарту организации, согласованному в установленном порядке;
    • с подтверждением расчетно-аналитическим методом согласно приложению «В» СП 485.1311500.2020, с последующим заключением специализированной организации.

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

    Применение дренчеров нас сдерживало 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 по 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.

    Рис. 5. 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).

     

    Рис. 6. План на отм. +15.900 с пожаротушением

     

    Рис. 7. План на отм. +19.500 с пожаротушением

     

    Рис. 8. Разрез по сцене с сетями пожаротушения

     

    Рис. 9. 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 оказались лучшим вариантом, подтвержденным как в экспертизе, так и в службе заказчика.

     

    Скачать PDF-файл статьи «Проектирование системы автоматического пожаротушения тонкораспыленной водой высокого давления камерной сцены Государственного академического Большого театра России»