Как рассчитать объем пожарного резервуара: какой запас воды требуется по действующим нормативам СП?

12 мин чтения
0

Обеспечение надежной системы пожаротушения — одна из ключевых задач при проектировании и эксплуатации любого объекта, будь то крупный производственный цех, складской комплекс или жилой микрорайон. В условиях, когда дебит внешней водопроводной сети недостаточен или централизованное водоснабжение вовсе отсутствует, единственным надежным решением становится обустройство противопожарных резервуаров.

Правильный расчет объема пожарного резервуара — это не просто формальное требование надзорных органов МЧС, а гарантия локализации возгорания в критический момент. Ошибка в расчетах в меньшую сторону может привести к катастрофическим последствиям, а избыточный объем повлечет за собой неоправданные капитальные затраты на строительство и обслуживание резервуарного парка.

В данном руководстве мы подробно разберем, как определить необходимый противопожарный запас воды в соответствии с актуальными требованиями СП 8.13130.2020 и СП 10.13130, какие формулы использовать для расчетов и на что обратить внимание при выборе конструктивного исполнения емкостей.

Нормативная база: требования СП 8.13130.2020 и СП 10.13130

Проектирование систем противопожарного водоснабжения и расчет объема резервуаров не терпят приблизительных значений. В основе любого инженерного решения лежит строгое соблюдение государственных стандартов и сводов правил. Главными ориентирами для инженеров-проектировщиков и специалистов по пожарной безопасности являются СП 8.13130.2020, регламентирующий наружное пожаротушение, и СП 10.13130, определяющий требования к внутреннему противопожарному водопроводу (ВПВ).

Именно эти документы устанавливают жесткие рамки для определения расчетного времени тушения, расходов воды и возможности интеграции противопожарных систем с другими инженерными сетями объекта. Понимание этих нормативов позволяет не только успешно пройти экспертизу проекта, но и гарантировать реальную безопасность людей и имущества.

Основные нормативные документы и расчетное время пожаротушения

Расчет объема противопожарного резервуара базируется на требованиях двух ключевых документов: СП 8.13130.2020 (наружное водоснабжение) и СП 10.13130.2020 (внутренний водопровод). Одним из важнейших параметров, определяющих итоговый объем, является расчетное время пожаротушения (продолжительность тушения пожара).

Согласно актуальным нормам, стандартная продолжительность тушения пожара для большинства промышленных, складских и общественных объектов составляет 3 часа. Однако существуют нормативно закрепленные исключения:

2 часа — допускается принимать для жилых и общественных зданий I и II степеней огнестойкости класса конструктивной пожарной опасности С0 (согласно Изменению № 1 к СП 8.13130.2020), а также для производств категорий Г и Д с несущими конструкциями из негорючих материалов;
5–6 часов — устанавливается для объектов повышенной опасности, таких как склады лесоматериалов или нефтебазы.

Именно этот временной интервал в сочетании с нормативным расходом определяет минимальный неприкосновенный запас воды.

Допускается ли объединение пожарного и хозяйственно-питьевого запаса воды

Объединение противопожарного и хозяйственно-питьевого (или производственного) запасов воды в одном резервуаре не только допускается, но и активно практикуется для снижения капитальных затрат на строительство. Возможность такого совмещения регламентируется требованиями СП 31.13330.2012 и СП 8.13130.2020.

При проектировании объединенного резервуара чистой воды (РЧВ) инженер обязан предусмотреть технические решения, исключающие нецелевое использование пожарного объема:

Устройство специальной обвязки. Всасывающие патрубки хозяйственно-питьевых насосов располагают на уровне верхней границы пожарного запаса. Это физически не позволяет забрать воду, предназначенную для тушения, на бытовые нужды.
Обеспечение проточности. Чтобы вода не застаивалась и сохраняла питьевые качества, период ее полного обмена в резервуаре не должен превышать 48 часов. Если хозяйственно-питьевой расход объекта слишком мал для обеспечения такой циркуляции, объединение емкостей запрещается, и пожарный запас проектируется отдельно.

Исходные параметры для проведения расчета

Переход от нормативных требований к непосредственному проектированию требует сбора точных исходных данных об объекте. Невозможно определить итоговую вместимость резервуаров «на глаз» или по усредненным показателям, так как каждый проект индивидуален. Объем противопожарного запаса напрямую зависит от архитектурно-планировочных решений, назначения зданий и уровня их пожарной опасности.

Для корректного расчета инженеру необходимо определить ключевые расчетные параметры, которые станут базой для дальнейших вычислений. К ним относятся как внешние факторы угрозы, определяющие масштаб возможной аварии, так и внутренние инженерные особенности защищаемого объекта. Рассмотрим подробнее, какие именно показатели ложатся в основу вычислений согласно действующим сводам правил.

Определение числа одновременных пожаров и расхода на наружное пожаротушение

Первым шагом при определении параметров системы является расчет количества возможных одновременных пожаров на объекте. Согласно требованиям СП 8.13130.2020, этот показатель напрямую зависит от площади территории предприятия или численности населения (для населенных пунктов):

Для промышленных и складских площадок площадью менее 150 га расчет ведется исходя из одного одновременного пожара.
При площади территории 150 га и более принимается расчетное количество — два одновременных пожара.

Расход воды на наружное пожаротушение ($q_н$, л/с) определяется по таблицам СП 8.13130.2020. Для этого инженеру необходимо знать:

Строительный объем здания (в тыс. $м^3$).
Степень огнестойкости строительных конструкций (I–V).
Класс конструктивной пожарной опасности (С0, С1, С2, С3).
Категорию здания по взрывопожарной и пожарной опасности (А, Б, В, Г, Д) — для производственных и складских объектов.

Минимальный нормативный расход для небольших зданий обычно начинается от 10–15 л/с, но для крупных производственных цехов или складов категории В он может достигать 40 л/с и более. Полученное значение расхода ($q_н$) станет базовой величиной для дальнейшего расчета общего объема резервуаров.

Учет расхода воды на внутренний противопожарный водопровод (ВПВ)

При расчете общего объема пожарного резервуара необходимо учитывать не только наружное пожаротушение, но и расход воды на внутренний противопожарный водопровод (ВПВ). Требования к проектированию и параметрам ВПВ регламентируются сводом правил СП 10.13130.2020.

Расход воды на внутреннее пожаротушение зависит от функционального назначения здания, его объема, этажности и степени огнестойкости. Нормативный секундный расход определяется как произведение количества расчетных пожарных струй на производительность одного пожарного крана:

Количество струй (обычно от 1 до 4) и их минимальный расход (например, 2.5 л/с или 5.0 л/с) принимаются по таблицам СП 10.13130.2020.
Продолжительность работы ВПВ в большинстве случаев принимается равной 3 часам (согласно п. 6.1.1 СП 10.13130.2020), что совпадает с расчетным временем наружного пожаротушения.

Полученный секундный расход ВПВ суммируется с расходом на наружное пожаротушение для определения совокупной потребности объекта в воде на весь расчетный период.

Методика и формулы расчета объема пожарного резервуара

Переходя от сбора исходных параметров к непосредственному проектированию, важно понимать, что расчет объема пожарного резервуара — это не простое перемножение нормативного расхода на время тушения. Инженер должен учесть динамику расхода, возможные потери и требования к надежности системы. В этом разделе мы разберем математическую основу проектирования: от классической базовой формулы до алгоритмов, учитывающих непрерывное пополнение запасов воды из внешних источников во время ликвидации возгорания. Такой подход позволяет оптимизировать габариты резервуаров без ущерба для безопасности объекта и лишних капитальных затрат.

Базовая формула расчета противопожарного запаса воды

Базовый расчет статического противопожарного запаса воды ($V$, $м^3$) основывается на суммировании всех нормативных расходов за расчетное время тушения пожара. Формула имеет следующий вид:

$$V = (Q_{нар} \cdot n_{пож} + Q_{вн} + Q_{аупт}) \cdot T \cdot 3.6$$

Где:

$Q_{нар}$ — расход на наружное пожаротушение (л/с), определяемый по СП 8.13130.2020;
$n_{пож}$ — расчетное число одновременных пожаров на объекте;
$Q_{вн}$ — расход воды на внутренний противопожарный водопровод (ВПВ) согласно СП 10.13130 (л/с);
$Q_{аупт}$ — расход дренчерных или спринклерных установок автоматического пожаротушения (л/с);
$T$ — продолжительность тушения пожара (ч), которая для большинства зданий составляет 3 часа;
$3.6$ — переводной коэффициент из л/с в $м^3/ч$.

Полученное значение определяет чистый объем воды, который должен гарантированно находиться в резервуарах. Однако эта формула не учитывает возможность автоматического пополнения емкостей во время пожара, что часто позволяет оптимизировать итоговые габариты резервуаров.

Определение полезного объема емкости с учетом возможности пополнения

Учет непрерывного пополнения резервуаров во время тушения пожара позволяет существенно оптимизировать затраты на проектирование и строительство резервуарного парка. Согласно требованиям СП 8.13130.2020, если объект подключен к надежному внешнему водопроводу (I или II категории), расчетный полезный объем емкости ($V_{пол}$, м³) допускается уменьшать на величину гарантированного притока воды за все время ликвидации возгорания.

Формула для определения полезного объема с учетом пополнения:

$$V_{пол} = V_{общ} - (Q_{прит} \cdot T \cdot 3.6)$$

где:

$V_{общ}$ — общий требуемый объем воды на пожаротушение (включая расход на наружное пожаротушение и ВПВ), м³;
$Q_{прит}$ — гарантированный расход поступающей воды из внешней сети во время пожара, л/с;
$T$ — нормативная продолжительность тушения пожара (как правило, составляет 3 часа), ч;
$3.6$ — коэффициент перевода единиц измерения из л/с в м³/ч.

Важное ограничение: приток воды разрешается учитывать только при наличии автоматического контроля уровня воды и документально подтвержденного дебита источника. Кроме того, при расчете геометрических размеров резервуара необходимо закладывать «мертвый» объем — слой воды ниже оси всасывающего патрубка насосной станции пожаротушения, который физически невозможно забрать из емкости.

Практический пример расчета для промышленного объекта

Теоретические формулы и требования сводов правил становятся понятными только при их переносе на реальный инженерный чертеж. Чтобы наглядно продемонстрировать, как работает методика расчета на практике, мы рассмотрим конкретный пример проектирования системы противопожарного водоснабжения для промышленного объекта.

В качестве базового сценария возьмем типичный производственно-складской комплекс. На его примере мы шаг за шагом пройдем весь путь: от анализа исходных параметров здания до определения финальной емкости резервуаров с учетом требований СП 8.13130.2020 и СП 10.13130. Это позволит вам самостоятельно выполнить аналогичные вычисления для любого другого сооружения, избежав типичных ошибок при согласовании проекта.

Исходные данные для производственного цеха или склада

Для наглядности рассмотрим конкретный практический пример. В качестве объекта проектирования возьмем одноэтажное складское здание (склад тарных грузов) со следующими характеристиками:

Класс функциональной пожарной опасности: Ф5.2.
Категория по взрывопожарной и пожарной опасности: В (умеренная пожароопасность).
Степень огнестойкости здания: II.
Класс конструктивной пожарной опасности: С0.
Строительный объем здания: 45 000 м³.
Площадь территории предприятия: 12 га (согласно СП 8.13130.2020, при площади менее 150 га расчетное количество одновременных пожаров принимается равным 1).

Согласно требованиям нормативных документов, для данного объекта определены следующие расчетные параметры:

Расход воды на наружное пожаротушение: 30 л/с (определяется по таблице 3 СП 8.13130.2020 для зданий II степени огнестойкости категории В объемом от 20 до 50 тыс. м³).
Внутренний противопожарный водопровод (ВПВ): здание оборудуется ВПВ. Согласно СП 10.13130.2020, требуется 2 струи производительностью не менее 2,5 л/с каждая (суммарный расход составляет 5 л/с).
Продолжительность тушения пожара: 3 часа (10 800 секунд).

Эти исходные данные станут основой для проведения пошагового расчета общего объема резервуаров.

Пошаговый расчет и получение итоговой вместимости резервуара

Для практического расчета возьмем параметры, определенные на предыдущем этапе для нашего склада (принятое число одновременных пожаров — 1):

Расход на наружное пожаротушение ($Q_{нар}$): 15 л/с;
Внутренний противопожарный водопровод ($Q_{вн}$): 2 струи по 2,5 л/с (суммарно 5 л/с);
Продолжительность тушения ($T$): 3 часа (нормативное время пожаротушения по СП 8.13130.2020).

Шаг 1. Расчет суммарного секундного расхода

Складываем расходы на наружное и внутреннее пожаротушение:
$$Q_{сум} = Q_{нар} + Q_{вн} = 15 + 5 = 20 \text{ л/с}$$

Шаг 2. Определение общего объема воды

Переводим секундный расход в часовой и умножаем на нормативное время:
$$V_{общ} = Q_{сум} \times T \times 3,6 = 20 \times 3 \times 3,6 = 216 \text{ м}^3$$

Шаг 3. Учет автопополнения

Если насосная станция пожаротушения подключена к водопроводу, обеспечивающему гарантированный приток во время пожара (например, $Q_{поп} = 10 \text{ м}^3/\text{ч}$), полезный объем емкости уменьшается:
$$V_{пол} = V_{общ} - (Q_{поп} \times T) = 216 - (10 \times 3) = 186 \text{ м}^3$$

При отсутствии гарантированного пополнения противопожарный запас воды принимается в полном объеме — 216 м³.

Требования к количеству, размещению и материалу резервуаров

После того как расчетный объем противопожарного запаса воды определен, необходимо правильно спроектировать его физическое размещение на объекте. Действующие нормативы СП 8.13130.2020 предъявляют жесткие требования не только к кубатуре, но и к надежности хранения этого ресурса. Нельзя просто установить одну емкость требуемого объема — система должна оставаться работоспособной даже при аварии или плановом ремонте одного из резервуаров.

В этом разделе мы разберем ключевые инженерные правила: как распределяется расчетный объем воды между резервуарами, каково их минимальное количество на площадке и какие материалы (от традиционной стали до современного стеклопластика и полипропилена) лучше всего подходят для долговечной эксплуатации инженерных сетей.

Правило двух емкостей: сколько резервуаров должно быть на объекте по СП

Согласно требованиям пункта 10.3 СП 8.13130.2020, количество пожарных резервуаров или искусственных водоемов на одном объекте должно быть не менее двух. Это базовое правило безопасности, направленное на обеспечение бесперебойной подачи воды в экстренных ситуациях.

Основные требования к проектированию группы резервуаров:

Распределение объема: В каждой из емкостей должно храниться не менее 50% от общего расчетного объема противопожарного запаса воды.
Автономность при ремонте: При отключении одного из резервуаров (на время очистки, планового осмотра или ремонта) в оставшихся емкостях должно оставаться не менее 50% от требуемого нормативного объема воды.
Система обвязки: Резервуары необходимо связывать между собой системой трубопроводов с запорной арматурой (перемычками), чтобы при аварии на одном резервуаре насосная станция пожаротушения могла беспрепятственно забирать воду из второго.

Установка одного резервуара допускается лишь в исключительных случаях, предусмотренных сводами правил (например, для небольших населенных пунктов или объектов с малым расходом воды), но для промышленных предприятий и складов правило двух емкостей является обязательным.

Выбор оптимального материала (сталь, полипропилен, стеклопластик) и особенности обвязки

Выбор материала резервуара напрямую влияет на срок службы системы и стоимость ее обслуживания. Сегодня на практике применяются три основных материала:

Сталь (сварная или сборная): отличается высокой механической прочностью и сейсмостойкостью. Сборные резервуары из оцинкованной стали с мембраной монтируются максимально быстро. Главный минус — необходимость регулярного обновления антикоррозийного покрытия.
Стеклопластик (GRP): оптимален для подземной установки. Он не подвержен коррозии, имеет малый вес и срок службы более 50 лет. Такие емкости выдерживают давление грунта без дополнительного бетонирования.
Полипропилен: гарантирует 100% герметичность за счет сварки листов. Идеален для резервуаров сложной формы, размещаемых внутри помещений или в готовых железобетонных кессонах.

Особенности обвязки по СП 8.13130.2020:

Обвязка должна обеспечивать возможность автономного отключения каждого резервуара для ремонта или чистки без остановки системы пожаротушения. На соединительных трубопроводах устанавливают задвижки, штурвалы которых выводят под крышку люка.

Если забор воды осуществляется пожарными машинами, предусматривают приемные колодцы объемом 3–5 м³. Диаметр соединительного трубопровода между резервуаром и колодцем должен быть не менее 200 мм. Для автоматических систем обвязка включает всасывающие линии, датчики уровня для контроля неприкосновенного запаса и систему обогрева для наземного исполнения.

Заключение

Правильный расчет объема пожарного резервуара — это не просто формальное выполнение требований надзорных органов, а залог безопасности людей и сохранности имущества на объекте. Опираясь на актуальные своды правил, такие как СП 8.13130.2020 и СП 10.13130, инженеры-проектировщики могут точно определить необходимый противопожарный запас воды, учитывая как наружное пожаротушение, так и расходы на внутренний противопожарный водопровод (ВПВ).

При проектировании важно помнить о ключевых аспектах:

Комплексный подход: всегда суммируйте расходы на наружное и внутреннее пожаротушение с учетом расчетного времени тушения.
Надежность системы: соблюдайте правило минимум двух емкостей для обеспечения бесперебойной подачи воды даже во время ремонта одного из резервуаров.
Материалы и обвязка: выбирайте долговечные материалы (стеклопластик, полипропилен или сталь с антикоррозийным покрытием) и правильно проектируйте насосную станцию пожаротушения.

Тщательный учет всех параметров, от категории пожарной опасности здания до возможности автоматического пополнения резервуаров, позволяет оптимизировать затраты на строительство и создать надежную систему противопожарной защиты, готовую к любым нештатным ситуациям.