Автор: Саваткин Артём
Пожарная безопасность — одна из самых критичных областей промышленной и гражданской инфраструктуры. В случае пожара каждая секунда на счету, и от того, насколько быстро и надежно сработают системы пожаротушения, дымоудаления, подпора воздуха и оповещения, зависят жизни людей и сохранность имущества. Центральным элементом управления этими системами является пожарный шкаф управления (ШУП, ШПУ, ПУС — пункт управления системами).
Пожарный шкаф управления — это специализированное устройство, которое принимает сигналы от системы пожарной сигнализации (АПС), автоматически запускает пожарное оборудование (насосы пожаротушения, вентиляторы дымоудаления, клапаны подпора воздуха), контролирует его работу, обеспечивает ручное управление с пожарного поста и передает сигналы о состоянии оборудования диспетчеру.
Особенность пожарных шкафов — повышенные требования к надежности, огнестойкости кабелей, резервированию питания и способности работать в экстремальных условиях (задымление, высокая температура, потеря основного электропитания).
В данной статье мы подробно рассмотрим:
назначение и классификацию пожарных шкафов управления;
нормативные требования (НПБ, ГОСТ, СП);
состав оборудования;
схемы управления (ручное, автоматическое, дистанционное);
особенности для различных систем (пожаротушения, дымоудаления, подпора воздуха);
требования к надежности и резервированию;
сигнализацию и индикацию;
монтаж и эксплуатацию;
современные тенденции.
Материал ориентирован на проектировщиков систем пожарной безопасности, электромонтажников, специалистов по эксплуатации зданий, а также на руководителей объектов.
Пожарный шкаф управления предназначен для:
Приема сигналов от автоматической пожарной сигнализации (АПС) или от кнопок ручного пуска.
Автоматического пуска пожарного оборудования (насосов пожаротушения, вентиляторов дымоудаления, клапанов подпора воздуха, систем газового или порошкового пожаротушения).
Ручного (местного) управления с панели шкафа (кнопки «Пуск», «Стоп», переключатели режимов).
Дистанционного управления с пожарного поста (из диспетчерской) или от системы «Стрелец-Мониторинг».
Контроля состояния оборудования (работает/остановлен/авария).
Сигнализации о пуске оборудования, о неисправностях, о срабатывании систем пожаротушения.
Обеспечения приоритета пожарного режима над всеми другими режимами управления (при поступлении сигнала «Пожар» нормальная работа вентиляции отключается, аварийная включается).
По типу управляемого оборудования:
Шкаф управления пожарными насосами (ШУПН) — управляет насосами пожаротушения (жокейный насос, основной насос, резервный насос). Самый распространенный тип.
Шкаф управления дымоудалением (ШУД) — управляет вентиляторами дымоудаления и клапанами дымоудаления.
Шкаф управления подпором воздуха (ШУПВ) — управляет вентиляторами подпора воздуха в лестничные клетки и лифтовые шахты.
Шкаф управления газовым пожаротушением (ШУГПТ) — управляет системой газового пожаротушения (серверные, электрощитовые, архивы).
Комбинированный шкаф (ШУПС — пункт управления системами) — управляет несколькими типами оборудования (насосы + дымоудаление).
По степени автоматизации:
С ручным пуском — только кнопки «Пуск», «Стоп» на шкафу. Применяется для малых объектов или для дублирования автоматики.
С автоматическим пуском — автоматический запуск от сигнала АПС. Обязателен для большинства объектов.
С дистанционным управлением — возможность пуска с центрального пожарного поста (диспетчерской).
По типу привода насосов:
Прямой пуск (DOL) — для маломощных насосов (до 7–10 кВт).
Переключение «звезда-треугольник» — для насосов 10–75 кВт (снижение пусковых токов).
Мягкий пускатель — плавный пуск, снижение гидроударов.
Частотный преобразователь (только для жокейных насосов) — поддержание давления в сети в дежурном режиме.
Пожарные шкафы управления проектируются и изготавливаются в соответствии со следующими нормативными документами:
Федеральный закон №123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».
СП 5.13130.2009 (актуализированная версия) — системы противопожарной защиты (АПС, оповещение, управление).
СП 10.13130.2009 — системы внутреннего противопожарного водопровода (насосы пожаротушения).
СП 7.13130.2013 — системы дымоудаления и подпора воздуха.
ПУЭ (Правила устройства электроустановок) — требования к электропитанию, кабелям, заземлению.
ГОСТ Р 53316-2009 — кабельные линии систем противопожарной защиты (огнестойкость).
ГОСТ Р 51326-99 — автоматические выключатели.
Обеспечение работы в режиме пожара — оборудование должно сохранять работоспособность при воздействии дыма, повышенной температуры (до +50…+70°C в помещении шкафа, но сами насосы и вентиляторы могут работать при более высоких температурах дыма).
Резервирование питания — два независимых ввода (основной и резервный) или подключение к дизель-генератору. Автоматический ввод резерва (АВР) в шкафу или выше по схеме.
Категория надежности электроснабжения — не ниже первой (для насосов пожаротушения) и второй (для дымоудаления). Допускается третья только для малых объектов.
Приоритет пожарного режима — при поступлении сигнала «Пожар» любое ручное или автоматическое отключение оборудования должно быть заблокировано (кроме команд «Стоп» с пожарного поста или с кнопки у эвакуационного выхода).
Контроль цепи пуска — постоянная диагностика готовности цепей управления (обрыв катушек, неисправность контакторов).
Огнестойкость кабелей — кабели, соединяющие шкаф с пожарным оборудованием, должны сохранять работоспособность в течение времени эвакуации (не менее 60–180 минут в зависимости от типа здания).
Типовой шкаф управления пожарным оборудованием (на примере ШУПН для двух насосов — рабочего и резервного) включает следующие компоненты.
| Компонент | Назначение |
|---|---|
| Вводные автоматические выключатели (основной и резервный ввод) | Защита от КЗ, отключение для обслуживания |
| Устройство автоматического ввода резерва (АВР) | Переключение на резервный ввод при пропадании основного |
| Автоматические выключатели линий | Защита цепей насосов, управления, сигнализации, обогрева |
| УЗО (для цепей управления, розеток) | Защита персонала |
| Реле контроля напряжения | Контроль наличия всех фаз, порядка чередования |
| Компонент | Назначение |
|---|---|
| Контакторы (пускатели) насосов | Включение/отключение насосов |
| Тепловые реле (или электронные реле защиты) | Защита от перегрузки |
| Мягкие пускатели (или ПЧ) | Плавный пуск (для насосов мощностью более 15 кВт) |
| Автоматические выключатели для защиты цепей насосов | Дополнительная защита |
| Компонент | Назначение |
|---|---|
| Контроллер (ПЛК) или релейная логика | Прием сигналов от АПС, кнопок, датчиков; выработка команд на пуск/останов |
| Панель оператора (HMI) или светодиодная мнемосхема | Индикация состояния, возможность ручного управления |
| Переключатели режимов | «Автомат/Ручной», «Основной/Резервный насос» |
| Кнопки «Пуск», «Стоп» для каждого насоса | Местное ручное управление |
| Промежуточные реле | Гальваническая развязка, формирование сигналов |
| Клеммники для подключения внешних цепей | АПС, датчики давления, пожарные кнопки |
| Компонент | Назначение |
|---|---|
| Датчик давления (на выходе насосной станции) | Контроль давления в сети, управление жокейным насосом |
| Манометр (визуальный) | Контроль давления персоналом |
| Трансформаторы тока | Измерение тока насосов |
| Амперметры (или индикация на HMI) | Отображение тока |
| Компонент | Назначение |
|---|---|
| Световые индикаторы (лампы или LED) | «Питание», «Автоматика включена», «Насос №1 работает», «Насос №2 работает», «Авария», «Пожар» |
| Звуковой зуммер | Привлечение внимания при пуске от пожарной сигнализации |
| Указательные реле (для релейных схем) | Фиксация причины пуска (АПС, ручная кнопка) |
| Компонент | Назначение |
|---|---|
| Источник питания 24 В DC | Питание контроллера, датчиков, панели оператора |
| ИБП (аккумуляторная батарея) | Питание цепей управления при пропадании основного питания |
| Обогреватель (для неотапливаемых помещений) | Поддержание положительной температуры внутри шкафа |
| Вентилятор (для шкафов с ПЧ) | Отвод тепла |
При поступлении сигнала от автоматической пожарной сигнализации (АПС) — сухой контакт «Пожар» — шкаф автоматически запускает оборудование:
Для насосов пожаротушения: включается основной насос. Если через заданное время (например, 10 секунд) давление не достигло нормы (нет потока, нет давления) — включается резервный насос.
Для дымоудаления: включается вентилятор дымоудаления на полную скорость, открываются клапаны дымоудаления.
Для подпора воздуха: включаются вентиляторы подпора, открываются клапаны в лестничные клетки.
Для систем газового пожаротушения: после предупредительной задержки (20–30 секунд для эвакуации персонала) производится пуск газа.
Сигнал «Пожар» имеет наивысший приоритет. Никакие другие команды (ручное отключение, автоматика поддержания давления) не могут его отменить. Отключить оборудование в режиме «Пожар» можно только с помощью специальной кнопки «Сброс пожарного режима» (обычно с ключом) или после сброса самой АПС.
Переключатель «Автомат/Ручной» на двери шкафа переводится в положение «Ручной». В этом режиме управление осуществляется кнопками «Пуск» и «Стоп» на панели шкафа, независимо от сигналов АПС. Используется при наладке, тестировании, ремонте.
Важно: даже в ручном режиме приоритет пожарного сигнала должен сохраняться (если АПС выдает «Пожар», насосы должны запуститься автоматически, игнорируя положение переключателя). Это реализуется схемой «ручной режим — только для нормальной работы, но пожарный сигнал его отменяет».
Управление с центрального пожарного поста (диспетчерской) осуществляется:
По выделенным линиям (сухие контакты): команда «Пуск насосов», «Пуск дымоудаления» и т.д.
По цифровому протоколу (Modbus, RS-485) с контроллера АПС.
Обязательное требование: каналы дистанционного управления должны быть дублированы (не менее двух независимых способов). При отказе одного способа второй должен оставаться работоспособным.
Жокейный насос (насос поддержания давления) — маломощный насос, который работает в дежурном режиме, поддерживая давление в пожарном водопроводе на заданном уровне (например, 5–6 бар). При падении давления (небольшая утечка) жокейный насос включается и восстанавливает давление.
Особенность: жокейный насос управляется только по давлению, а не по сигналу «Пожар». При реальном пожаре, когда открываются пожарные краны, давление резко падает, жокейный насос не справляется, и через несколько секунд (по датчику давления или потока) включается основной пожарный насос.
Шкаф управления должен обеспечивать:
Автоматическое включение жокейного насоса при падении давления ниже уставки (например, 5,0 бар).
Отключение при достижении верхней уставки (5,5 бар).
Защиту от частых пусков (задержка между пусками).
Блокировку жокейного насоса при пожаре (чтобы он не мешал работе основного насоса).
При отказе основного насоса (не создает давление в течение заданного времени, перегрузка по току, неисправность привода) шкаф управления должен автоматически включить резервный насос и выдать сигнал «Авария основного насоса».
Алгоритм:
Поступил сигнал «Пожар» или падение давления ниже аварийного.
Шкаф подает команду на включение основного насоса.
Контролируется давление (или датчик потока) в течение 10–15 секунд.
Если давление не поднялось до нормы — основной насос отключается, включается резервный.
Выдается сигнал «Отказ основного насоса».
Состав насосов:
Жокейный насос (1 шт., малая мощность).
Основной пожарный насос (1 или 2 шт., большая мощность).
Резервный пожарный насос (1 шт., такой же, как основной).
Датчики:
Датчик давления на выходе (4–20 мА).
Датчик потока (реле потока) — дублирует датчик давления.
Манометры визуальные.
Особенности алгоритма:
При падении давления до уставки 1 (например, 5,0 бар) включается жокейный насос.
Если давление продолжает падать до уставки 2 (4,5 бар) — включается основной насос (жокейный отключается).
При отказе основного — резервный.
При восстановлении давления после тушения пожара — ручное отключение (или по команде с АПС).
Оборудование:
Осевой или радиальный вентилятор дымоудаления (большая производительность, высокая температура дыма).
Клапаны дымоудаления (нормально закрытые, открываются при пожаре).
Особенности:
Вентилятор дымоудаления должен работать при температуре дыма до +300…+600°C (специальное исполнение).
Шкаф должен быть установлен вне зоны пожара (в защищенном помещении).
Допускается работа только в режиме «Пожар» (в нормальном режиме вентилятор не работает).
Обязательный контроль обрыва ремня (для ременных приводов) — датчик проскальзывания.
Оборудование:
Вентилятор подпора воздуха (подает воздух в лестничные клетки и лифтовые шахты для предотвращения задымления).
Клапаны подпора (нормально закрыты, открываются при пожаре).
Особенности:
В нормальном режиме вентилятор может не работать или работать на пониженной скорости (для вентиляции).
При пожаре — переход на максимальную скорость.
Контроль давления в лестничной клетке (датчик давления) для поддержания избыточного давления (20–30 Па).
Два независимых ввода от разных трансформаторных подстанций (или от ДГУ). АВР в шкафу или в ВРУ здания.
Время переключения АВР — не более 0,5–1 секунды (для насосов пожаротушения — до 3 секунд допустимо).
ИБП для цепей управления — обеспечивает работу контроллера и сигнализации при пропадании обоих вводов (обычно на 1–2 часа).
Обязательно наличие резервного насоса (для насосных станций пожаротушения).
Автоматическое переключение на резерв при отказе рабочего.
Возможность ручного выбора «Какой насос основной» (переключатель).
Контроль цепи отключения — постоянная диагностика целостности катушек контакторов насосов.
Контроль наличия фаз — реле контроля напряжения.
Контроль положения переключателей — «Автомат/Ручной» в положении «Автомат» (иначе сигнал «Автоматика отключена» диспетчеру).
Система должна предусматривать возможность автоматического или ручного тестового пуска оборудования без подачи воды (или с закрытой задвижкой) для проверки работоспособности. Тест не должен создавать ложную тревогу.
«Питание вкл» (зеленый) — наличие напряжения на вводе.
«Автоматика вкл» (зеленый) — переключатель в положении «Автомат».
«Насос №1 работает» (синий или зеленый).
«Насос №2 работает» (синий или зеленый).
«Авария насоса №1» (красный мигающий).
«Авария насоса №2» (красный мигающий).
«Пожар» (красный, возможно мигающий) — поступление сигнала от АПС.
«Неисправность цепей управления» (желтый).
Зуммер (пищалка) включается при срабатывании пожарного режима. Должен отключаться кнопкой «Сброс звука», но не отменять сам факт аварии.
Обязательные сигналы (сухие контакты):
«Пожарный режим активирован» (общий сигнал).
«Насос №1 работает».
«Насос №2 работает».
«Авария насоса №1».
«Авария насоса №2».
«Автоматика отключена» (переключатель в положении «Ручной»).
«Неисправность цепей управления».
Рекомендуемые (аналоговые или цифровые):
Давление на выходе (4–20 мА).
Ток насосов.
Шкаф должен устанавливаться в помещении с температурой от +5°C до +40°C (при отрицательных температурах — обогрев).
Степень защиты — не менее IP54 (защита от пыли и брызг).
Помещение должно быть защищено от пожара (противопожарные двери, автоматическое пожаротушение).
Доступ для обслуживания — не менее 0,8 м спереди, 0,5 м с боков.
Кабели питания насосов — огнестойкие (НГ-FRLS, НГ-FRHF, сохраняющие работоспособность при пожаре не менее 60–180 минут).
Кабели сигнализации и управления — экранированные, с огнестойкой изоляцией.
Раздельная прокладка силовых и сигнальных кабелей (разные лотки или расстояние не менее 200 мм).
Проверка цепей питания, заземления, маркировки.
Подача питания, проверка индикации.
Проверка местного ручного управления (включение/отключение насосов на холостом ходу — при закрытой задвижке).
Проверка автоматического управления от имитатора АПС.
Проверка переключения на резервный насос (отключение основного).
Проверка АВР (отключение основного ввода).
Проверка передачи сигналов на пожарный пост.
Составление протокола испытаний.
Ежемесячно: визуальный осмотр, проверка горения ламп, тестовый пуск насосов (по графику, согласованному с пожарной службой).
Раз в полгода: проверка затяжки клемм, чистка шкафа от пыли, проверка работы АВР.
Раз в год: полное тестирование всех функций, замер сопротивления изоляции, калибровка датчиков давления.
| Ошибка | Последствия | Предотвращение |
|---|---|---|
| Отсутствие АВР или резервного ввода | При пропадании основного питания насосы не запустятся | Предусмотреть два независимых ввода |
| Кабели не огнестойкие | При пожаре кабель перегорит, насос не включится | Использовать кабели НГ-FRLS |
| Отсутствие контроля цепи отключения | При обрыве катушки насос не включится, но индикация «Готов» будет гореть | Установить реле контроля цепи |
| Ручной режим не отменяется сигналом «Пожар» | Оператор переключил в «Ручной» и ушел — при пожаре насосы не запустятся | Реализовать приоритет пожарного сигнала |
| Нет жокейного насоса или он неправильно настроен | Основной насос включается при каждой малой утечке (износ, гидроудары) | Предусмотреть жокейный насос с правильными уставками |
Современные пожарные шкафы управления строятся на базе ПЛК с возможностью программирования логики, ведения журнала событий (кто, когда, почему включил насосы), самодиагностики.
Пожарный шкаф обменивается данными с контроллером АПС по цифровому протоколу (Modbus). Это позволяет:
Получать не просто сухой контакт «Пожар», а адрес зоны (какая зона, какой датчик).
Передавать в АПС статус оборудования (насосы запущены, неисправности).
Состояние пожарного шкафа (режим, положение насосов, давление, токи) может передаваться в облачный сервис. Ответственное лицо получает уведомление при срабатывании пожарного режима или при неисправности.
Современные шкафы могут автоматически, в заданное время (например, 3:00 ночи), запускать насосы на короткое время (без подачи воды — с закрытой задвижкой), проверять токи, давление, фиксировать результат и отправлять отчет.
Пожарный шкаф управления — это не просто шкаф с кнопками. Это критически важный элемент системы противопожарной защиты, от которого зависят жизни людей. Он должен быть спроектирован и изготовлен с соблюдением всех нормативных требований, обладать высочайшей надежностью, резервированием питания и цепей управления, приоритетом пожарного режима.
Ключевые особенности пожарного шкафа:
Автоматический пуск от сигнала АПС.
Приоритет пожарного сигнала над любыми другими режимами.
Резервирование питания (два ввода + ИБП для управления).
Резервирование насосов (рабочий + резервный).
Контроль цепей управления (готовности к пуску).
Огнестойкие кабели.
Сигнализация на шкафу и передача сигналов на пожарный пост.
Ошибки в проектировании, монтаже или эксплуатации пожарного шкафа могут привести к трагическим последствиям. Поэтому доверять эту работу следует только квалифицированным специалистам, имеющим опыт в пожарной автоматике и знание нормативной базы.
Компания «Электродизайн» проектирует, изготавливает и программирует пожарные шкафы управления всех типов (насосы, дымоудаление, подпор воздуха, газовое пожаротушение) в строгом соответствии с нормами и с использованием только сертифицированных компонентов.
