Свободный напор в сети противопожарного водопровода низкого давления на уровне поверхности земли

Узнай, как свободный напор в сети низкого давления влияет на тушение пожаров и безопасность твоего дома

Бесплатная консультация юриста

+7 (800) 301-07-30

Реклама jurik.ru

Свободный напор – это пьезометрический напор, измеряемый от геодезической отметки поверхности земли до точки выдачи воды в системе противопожарного водоснабжения. Он является ключевым параметром, обеспечивающим возможность эффективного тушения пожара в любой точке сети.

Нормативная база

Основные документы, регламентирующие минимальные значения свободного напора в системах противопожарного водоснабжения низкого давления:

  • СП 8.13130.2020 «Системы противопожарной защиты. Наружное противопожарное водоснабжение. Требования пожарной безопасности» – пункт 6.3.
  • СП 31.13330.2021 (ранее СНиП 2.04.02‑84*) – раздел 6, определяющий требования к наружным системам водоснабжения.
  • СП 30.13330.2020 «Внутренний водопровод и канализация зданий» – пункт 8.21, использующийся при расчёте напоров в многоквартирных и промышленных зданиях.

Ключевая норма

Согласно СП 8.13130.2020 п. 6.3:

Свободный напор в сети противопожарного водопровода низкого давления (на уровне поверхности земли) при пожаротушении должен быть не менее 10 м.

Что входит в понятие «свободный напор»?

Свободный напор учитывает:

  1. Геодезическую высоту расположения точки выдачи (гидрант, кран, ороситель).
  2. Потери напора в трубопроводе из‑за линейного сопротивления (только от длины и диаметров труб).
  3. Местные потери (фитинги, краны, вентили, колодцы, гидранты).
  4. Высоту над уровнем земли, на которой располагается объект (например, высота крыши здания).

Зачем нужен минимальный свободный напор?

Обеспечение не менее 10 м свободного напора гарантирует:

  • Достижение необходимой высоты струи для тушения огня на всех этажах и в самых удалённых точках сети.
  • Стабильную работу пожарных рукавов, стволов и форсунок без риска «засоса» воды;
  • Соблюдение требований к компактной струе (высота 10 м при максимальном расходе), что критично при работе в условиях высокой пожарной нагрузки.

Методика расчёта свободного напора

Для расчёта свободного напора в сети низкого давления обычно используют следующую схему:

  1. Определение требуемого расхода воды (Q) в соответствии с КТ 1.3.2 и типом объекта (жилищный, общественный, производственный).
  2. Расчёт гидравлических потерь по формуле Дарси‑Вейсбаха или упрощённой формуле Чезарии:

    Δh = λ·(L/D)·(V²/2g),
    где λ – коэффициент трения, L – длина участка, D – диаметр трубы, V – средняя скорость, g – ускорение свободного падения.
  3. Учёт местных потерь (фитинги, краны, гидранты) с помощью коэффициентов K:

    h_loc = ΣK·(V²/2g).
  4. Сложение всех потерь и прибавление высоты расположения точки выдачи над уровнем земли:

    H_св = H_земля + Δh_линейные + h_loc.
  5. Сравнение полученного значения с нормативным минимумом 10 м. При H_св < 10 м – проектируются дополнительные меры (более мощные насосы, локальные повышающие станции, изменение диаметров труб).

Практические рекомендации проектировщика

  • Выбор диаметра труб. При проектировании сети низкого давления предпочтительно использовать диаметр ≥ 110 мм, что позволяет снизить линейные потери и обеспечить требуемый напор без избыточных насосных мощностей.
  • Установка резервных насосов. По требованиям СП 8.13130.2020 резервные насосы должны включаться не позднее 5 минут после подачи сигнала о пожаре.
  • Проверка диктующей точки. Диктующей считается самая удалённая и высотная точка сети (обычно гидрант у основания самого высокого здания). Обеспечение требуемого напора в этой точке автоматически гарантирует напор в остальных точках.
  • Регулярный мониторинг. Проводить гидравлические испытания сети не реже одного раза в 3 года, фиксируя полученный свободный напор и сравнивая с нормативным минимумом.
  • Учет сезонных изменений. При сильных перепадах температуры (зимний период) учитывать возможное увеличение вязкости воды и соответствующее увеличение потерь.

Сравнение с системами высокого давления

В системах высокого давления (применяемых на промышленных объектах) требования к свободному напору отличаются:

  • Свободный напор рассчитывается не в метрах воды, а в виде высоты компактной струи, которая должна достигать 10 м при максимальном расходе и при расположении ствола на уровне самой высокой точки здания.
  • Для высоких зданий (более 50 м) часто требуется высота струи 16 м.
  • В таких системах обычно используют насосные станции с более высоким давлением (≈ 15–20 бар) и специальные регулираторы давления.

Пример расчёта

Исходные данные:

  • Длина трубопровода от насосной станции до диктующей точки – 250 м;
  • Диаметр трубы – 110 мм;
  • Коэффициент трения λ – 0,015 (по таблице для стальных труб и воды при 20 °C);
  • Скорость воды V – 1,5 м/с;
  • Местные потери (фитинги, краны) – ΣK = 3,5;
  • Высота диктующей точки над уровнем земли – 2 м.

Расчёт линейных потерь:

Δh = λ·(L/D)·(V²/2g)
 = 0,015·(250 / 0,11)·(1,5² / (2·9,81))
 ≈ 0,015·2272,73·0,1147
 ≈ 3,9 м
 

Местные потери:

h_loc = ΣK·(V²/2g)
 = 3,5·(1,5² / (2·9,81))
 ≈ 3,5·0,1147
 ≈ 0,40 м
 

Свободный напор:

H_св = H_земля + Δh + h_loc
 = 2 м + 3,9 м + 0,4 м
 ≈ 6,3 м
 

Полученное значение 6,3 м меньше нормативного минимума 10 м. Для приведения сети в соответствие необходимо:

  • Увеличить диаметр трубы до 150 мм (потери уменьшатся примерно до 2,5 м);
  • Установить дополнительный подпиточный насос между насосной станцией и диктующей точкой;
  • Сократить длину труб (перепланировать трассу).

Контроль и эксплуатация

Для поддержания требуемого свободного напора в течение всего срока службы сети рекомендуется:

  1. Проводить ежегодный гидравлический контроль (измерение давления в диктующей точке при полной нагрузке).
  2. Следить за состоянием насосного оборудования (техническое обслуживание каждые 6–12 месяцев).
  3. Регулярно проверять чистоту фильтров и отсутствие отложений в трубах, так как засоры могут увеличить местные потери.
  4. Обновлять расчётные данные при изменении конфигурации сети (добавление новых пожарных кранов, изменение высоты зданий).

Поддержание минимального свободного напора в 10 м в сети противопожарного водопровода низкого давления на уровне поверхности земли – это обязательное условие, установленное нормативными документами России (СП 8.13130.2020, СП 31.13330.2021). Достижение этого показателя обеспечивает надежность пожаротушения, снижает риски отказа системы и соответствует требованиям к безопасности объектов.

Тщательный гидравлический расчёт, правильный подбор диаметров труб, использование резервных насосов и регулярный контроль позволяют проектировщикам и эксплуатирующим организациям гарантировать, что система будет работать эффективно в любой пожарной ситуации.


Источник: СП 8.13130.2020, СП 31.13330.2021, портал propb.ru, portal.edufire37.ru, consultant.ru.