Противопожарная защита объекта

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Расчетные величины пожарного риска являются количественной мерой возможности реализации пожарной опасности объекта и ее последствий для людей.

Пожарный риск - мера возможности реализации пожарной опасности объекта защиты и её последствия для людей и материальных ценностей.

Расчеты по оценке пожарного риска проводятся путем сопоставления расчетных величин пожарного риска с соответствующими нормативными значениями пожарных рисков, установленными Федеральным законом № 123-ФЗ от 22.07.2008 г. «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».

Количественной мерой возможности реализации пожарной опасности объекта является риск гибели людей в результате воздействия опасных факторов пожара, в том числе: риск гибели работника объекта; риск гибели людей, находящихся в селитебной зоне вблизи объекта.

Риск гибели людей в результате воздействия опасных факторов пожара на объекте характеризуется числовыми значениями индивидуального и социального пожарных рисков.

Индивидуальный пожарный риск - пожарный риск, который может привести к гибели человека в результате воздействия опасных факторов пожара. (Статья 2 Федерального Закона № 123-ФЗ).

Допустимый пожарный риск - пожарный риск, уровень которого допустим и обоснован исходя из социально-экономических условий.

На основании пункта 15 статьи 2 Федерального закона № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», имущество граждан или юридических лиц, государственное или муниципальное имущество (включая объекты, расположенные на территориях поселений, а также здания, сооружения, строения, транспортные средства, технологические установки, оборудование, агрегаты, изделия и иное имущество), к которым установлены или должны быть установлены требования пожарной безопасности для предотвращения пожара и защиты людей при пожаре являются объектами защиты.

Каждый объект защиты должен иметь систему обеспечения пожарной безопасности, целью которой является предотвращение пожара, обеспечение безопасности людей и защита имущества при пожаре.

Система обеспечения пожарной безопасности объекта защиты включает в себя систему предотвращения пожара, систему противопожарной защиты, комплекс организационно-технических мероприятий по обеспечению пожарной безопасности.

В соответствии со статьей 6 (Условия соответствия объекта защиты требованиям пожарной безопасности) Федерального Закона № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» пожарная безопасность объекта защиты считается обеспеченной при выполнении одного из следующих условий:

1) в полном объеме выполнены требования пожарной безопасности, установленные техническими регламентами, принятыми в соответствии с Федеральным законом «О техническом регулировании», и пожарный риск не превышает допустимых значений, установленных Федеральным законом № 123-ФЗ;

2) в полном объеме выполнены требования пожарной безопасности, установленные техническими регламентами, принятыми в соответствии с Федеральным законом «О техническом регулировании», и нормативными документами по пожарной безопасности.

В соответствии со статьей 79 Федерального закона № 123 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», индивидуальный пожарный риск (нормативная величина пожарного риска) в зданиях, сооружениях и строениях не должен превышать значения одной миллионной в год, при размещении отдельного человека в наиболее удалённой от выхода из здания, сооружения и строения точке.

Следует помнить, что, в отличии от допустимого пожарного риска (риск, уровень которого является обоснованным и допустимым согласно определенным экономическим и социальным условиям), индивидуальный пожарный риск -- это риск, что может привести непосредственно к гибели человека. Расчет индивидуального пожарного риска, как правило, необходим в том случае, когда все требования, что касаются пожарной безопасности, соблюдены не на надлежащем уровне и существует некая опасность (угроза) для жизни и здоровья людей.

Расчет величины индивидуального пожарного риска был выполнен с целью подтверждения соответствия рассматриваемого объекта защиты требованиям части 1 статьи 6 ФЗ № 123-ФЗ в связи с отступлением от требований нормативных документов по пожарной безопасности, а именно:

- ширина поэтажных эвакуационных выходов на лестницу 3 типа выполнена в свету 0.78 м в отступление от 1.2 м;

- эвакуационная лестница из подвала выполнена в отступление от проекта другой конфигурации, при этом лестница частично криволинейная, с различной шириной проступи ступеней;

- высота прохода в коридоре ведущем наружу во внутренний двор менее 2 м в свету;

- ширина коридора на 1-ом этаже в осях Е-Г/1-2 1.05 м;

- ширина коридора на 1-ом этаже в осях Б-В/1-2 менее 1.2 м (по факту 0.8 м).

Также расчет величины индивидуального пожарного риска был выполнен для обоснования:

- проектных решений в части обеспечения возможности эвакуации людей в безопасную зону при пожаре с учетом того, что часть здания в осях 7-10 оборудуется одним эвакуационным выходом с учетом п.4.2.4, п.8.3.8 СП 1.13130.2009;

- проектных решений в части естественного проветривания коридоров 104,121,122 на отм.0.000, 206 на отм.+4.050 с учетом п.7.2в, п.8.5 СП 7.13130.2013;

- проектных решений в части выполнения выходов из коридоров наружу (лестницу 3-го типа) через офисное (или какое либо другое) помещение с учетом части 3 статьи 89 Технического регламента № 123-ФЗ.

Определение величины индивидуального пожарного риска осуществляется в соответствии с документом «Методика определения расчётных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности», утвержденной приказом МЧС России № 382 от 30.06.2009 г. и зарегистрированной в Министерстве юстиции Российской Федерации (регистрационный № 14486 от 06.08.2009 г.), с учетом изменений, утверждённых приказом № 632 МЧС РФ от 02.12.2015.

1. Анализ пожарной опасности объекта

Объект защиты представляет собой административное здание, расположенное по адресу: г. Москва, Старомонетный пер., д. 4, стр. 1.

Площадь застройки здания составляет 643,77м², строительный объем 10268,0 м³, высота здания до конька кровли 16 м.

Здание состоит из трех наземных этажей и одного подвального.

В здании на первом и втором этажах предусмотрены административные (офисные) помещения, на третьем этаже - гримерные, а также студии. В подвальном этаже предусмотрено техническое помещение.

В здании запроектированы система автоматической пожарной сигнализации и система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре 3-го типа. Все системы противопожарной защиты запроектированы в соответствии с требованиями нормативных документов по пожарной безопасности.

Пожарная опасность объекта определяется пожарной опасностью применяемых веществ и материалов, условиями их использования, параметрами и особенностями технологических процессов, пожарной нагрузкой, а также объемно-планировочными и конструктивными параметрами самого объекта.

Современные здания и конструкции являются сложным конгломератом материалов самых различных пожарно-технических свойств. Существует множество отделочных и облицовочных материалов, среди которых можно выделить полистирольные плитки, ПВХ- и ДСП-панели, обои, пленки, керамическую плитку, стеклопластики и т.д. Большинство продукции данного типа относятся к горючим. В помещениях с массовым скоплением людей, а также в зданиях, где эвакуация затруднена из-за большой площади и этажности, отделочные материалы могут создавать дополнительную угрозу жизни и здоровью людей, вызывая задымление, выделяя токсичные продукты горения и способствуя быстрому распространению пламени.

2. Определение частоты реализации пожароопасных ситуаций

Частота реализации пожароопасных ситуаций определяется частотой возникновения пожара в здании в течение года. Частота возникновения пожара Q_п определяется на основании статистических данных, приведенных в приложении № 1 Методики по определению расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности. Статистическая информация на рассматриваемый объект отсутствует, поэтому допускается принимать в соответствии с разделом 2 Методики частоту возникновения пожара Q_п = 410^-2.

3. Построение полей опасных факторов пожара для различных сценариев его развития

3.1 Выбор сценария пожара

Сценарий пожара представляет собой вариант развития пожара с учетом принятого места возникновения и характера его развития.

На основе анализа горючей нагрузки и путей распространения опасных факторов пожара, принимаем самые неблагоприятные сценарии развития пожара:

Сценарий № 1. Пожар в помещении подвала в осях Е-Д/1-2. При этом происходит блокирование ближайшего эвакуационного выхода. ОФП распространяются по помещению и в коридор, усложняя при этом процесс эвакуации людей, находящихся на этаже.

Сценарий № 2. Пожар в офисном помещении в осях А-Б/7-8. При этом происходит блокирование ближайшего эвакуационного выхода. ОФП распространяются по помещению и в коридор, усложняя при этом процесс эвакуации людей, находящихся на этаже.

Сценарий № 3. Пожар происходит офисном помещении второго этажа в осях А-Б/7-8. ОФП распространяются по помещению и в коридор, усложняя при этом процесс эвакуации людей, находящихся на этаже.

Сценарий № 4. Пожар в помещении студии телетрансляции в осях А-В/7-10. При этом происходит блокирование ближайшего эвакуационного выхода. ОФП распространяются по помещению и в коридор, усложняя при этом процесс эвакуации людей, находящихся на этаже.

Для расчета времени блокирования путей эвакуации были выбраны следующие значения горючей нагрузки:

Для сценария №1

Параметр	Ед. изм.	Значение
Типовая горючая нагрузка		Здания I-II ст. огнест.; мебель+бытовые изделия
Максимальная площадь пожара для tмод=150 сек S=(3.14*(0.0045*150)2)	м2	1.43
h -- Коэффициент полноты горения		0.97
Q -- Низшая теплота сгорания	МДж/кг	13.8
y F-- Удельная массовая скорость выгорания	кг/(м2·с)	0.015
v -- Линейная скорость распространения пламени	м/с	0.011
LO2 -- Удельный расход кислорода	кг/кг	1.03
Dm -- Дымообразующая способность горящего материала	Нп·м2/кг	270
Макс. выход CO2	кг/кг	0.2
Макс. выход CO	кг/кг	0.002
Макс. выход HCl	кг/кг	0.014

Для сценария №2

Параметр	Ед. изм.	Значение
Типовая горючая нагрузка		Здания I-II ст. огнест.; мебель+бытовые изделия
Максимальная площадь пожара для tмод=300 сек S=(3.14*(0.0045*300)2)	м2	5.7
h -- Коэффициент полноты горения		0.7
Q -- Низшая теплота сгорания	МДж/кг	13.8
y F-- Удельная массовая скорость выгорания	кг/(м2·с)	0.015
v -- Линейная скорость распространения пламени	м/с	0.011
LO2 -- Удельный расход кислорода	кг/кг	1.03
Dm -- Дымообразующая способность горящего материала	Нп·м2/кг	270
Макс. выход CO2	кг/кг	0.2
Макс. выход CO	кг/кг	0.002
Макс. выход HCl	кг/кг	0.014

Для сценариев №3 и 4

Параметр	Ед. изм.	Значение
Типовая горючая нагрузка		Здания I-II ст. огнест.; мебель+бытовые изделия
Максимальная площадь пожара для tмод=200 сек S=(3.14*(0.0045*150)2)	м2	2.54
h -- Коэффициент полноты горения		0.97
Q -- Низшая теплота сгорания	МДж/кг	13.8
y F-- Удельная массовая скорость выгорания	кг/(м2·с)	0.015
v -- Линейная скорость распространения пламени	м/с	0.011
LO2 -- Удельный расход кислорода	кг/кг	1.03
Dm -- Дымообразующая способность горящего материала	Нп·м2/кг	270
Макс. выход CO2	кг/кг	0.2
Макс. выход CO	кг/кг	0.002
Макс. выход HCl	кг/кг	0.014

При определении времени блокирования путей эвакуации были составлены трехмерные модели этажей здания, раздел 3.3. Моделирование распространения опасных факторов пожара производилось по полевой модели с использованием программного продукта PyroSim.

Выбор расчетной модели базировался на анализе объемно-планировочных решений объекта и особенностях сценариев пожара. При этом учитывались следующие особенности: объект представляет собой связь помещений сложной геометрической конфигурации, а также помещений с большим количеством внутренних преград.

3.2 Формулировка математической модели и моделирование динамики развития пожара

В соответствии с приложением 6 необходимое время эвакуации рассчитывается как произведение критической для человека продолжительности пожара на коэффициент безопасности. Предполагается, что каждый опасный фактор воздействует на человека независимо от других.

Критическая продолжительность пожара для людей, находящихся на этаже очага пожара, определяется из условия достижения одним из опасных факторов пожара (ОФП) в поэтажном коридоре своего предельно допустимого значения. В качестве критерия опасности для людей, находящихся выше очага пожара, рассматривается условие достижения одним из ОФП предельно допустимого значения в лестничной клетке на уровне этажа пожара.

Для описания термогазодинамических параметров пожара применяются три основные группы детерменестических моделей: интегральные, зонные (зональные) и полевые.

Таким образом, в результате анализа объемно-планировочных решений и выбора сценариев развития пожара при проведении расчетов по распространению опасных факторов пожара будет использоваться полевой метод математического моделирования.

Основой для полевых моделей пожаров являются уравнения, выражающие законы сохранения массы, импульса, энергии и масс компонентов в рассматриваемом малом контрольном объеме.

Уравнение сохранения массы:

. (1)

Уравнение сохранения импульса:

. (2)

Для ньютоновских жидкостей, подчиняющихся закону Стокса, тензор вязких напряжений определяется формулой:

. (3)

Уравнение энергии:

, (4)

Где

- статическая энтальпия смеси;

H_k - теплота образования k-го компонента;

- теплоемкость смеси при постоянном давлении;

- радиационный поток энергии в направлении .

Уравнение сохранения химического компонента k:

. (5)

Для замыкания системы уравнений (1) - (5) используется уравнение состояния идеального газа. Для смеси газов оно имеет вид:

, (6)

где R₀ - универсальная газовая постоянная;

M_k - молярная масса k-го компонента.

3.3 Определение времени блокирования путей эвакуации

Сценарий № 1. Пожар в помещении подвала в осях Е-Д/1-2.

На рисунке 1 представлена модель подвального этажа с обозначением места размещения очага пожара:

Рис. 1. Модель подвального этажа с обозначением места размещения очага пожара.

На рис. 2 представлена динамика развития опасных факторов пожара для каждого из газообразных продуктов горения.

Рис. 2. Динамика развития опасных факторов пожара для каждого из газообразных продуктов горения.

На рис. 3 представлены графики критической продолжительности пожара по каждому из газообразных продуктов горения в контрольных точках измерения ОФП

Рис. 3. Графики критической продолжительности пожара по каждому из газообразных продуктов горения в контрольных точках измерения ОФП

Сценарий № 2.

Пожар в офисном помещении в осях А-Б/7-8.

На рис. 4 представлена модель подвального этажа с обозначением места размещения очага пожара:

Рис. 4. Модель подвального этажа с обозначением места размещения очага пожара.

На рис. 5 представлена динамика развития опасных факторов пожара для каждого из газообразных продуктов горения.



Рис. 5. Динамика развития опасных факторов пожара для каждого из газообразных продуктов горения.

На рис. 6 представлены графики критической продолжительности пожара по каждому из газообразных продуктов горения в контрольных точках измерения ОФП



Рис. 6. Графики критической продолжительности пожара по каждому из газообразных продуктов горения в контрольных точках измерения ОФП

Сценарий № 3.

Пожар происходит офисном помещении второго этажа в осях А-Б/7-8.

На рис. 7 представлена модель подвального этажа с обозначением места размещения очага пожара:

Рис. 7. Модель подвального этажа с обозначением места размещения очага пожара.

На рис. 8 представлена динамика развития опасных факторов пожара для каждого из газообразных продуктов горения.



Рис. 8. Динамика развития опасных факторов пожара для каждого из газообразных продуктов горения.

На рис. 9 представлены графики критической продолжительности пожара по каждому из газообразных продуктов горения в контрольных точках измерения ОФП

Рис. 9. Графики критической продолжительности пожара по каждому из газообразных продуктов горения в контрольных точках измерения ОФП

Сценарий № 4.

Пожар в помещении студии телетрансляции в осях А-В/7-10.

На рис. 10 представлена модель подвального этажа с обозначением места размещения очага пожара:



Рис. 10. Модель подвального этажа с обозначением места размещения очага пожара.

На рис. 11 представлена динамика развития опасных факторов пожара для каждого из газообразных продуктов горения.



Рис. 11. Динамика развития опасных факторов пожара для каждого из газообразных продуктов горения.

На рис. 12 представлены графики критической продолжительности пожара по каждому из газообразных продуктов горения в контрольных точках измерения ОФП

Рис. 12. Графики критической продолжительности пожара по каждому из газообразных продуктов горения в контрольных точках измерения ОФП

4. Оценка последствий воздействия опасных факторов пожара на людей для различных сценариев его развития

4.1 Формулировка математической модели и моделирование эвакуации людей из здания при пожаре

Оценка последствий воздействия опасных факторов пожара на людей заключается в определении вероятности эвакуации людей из здания при пожаре.

Статья 89 Федерального закона № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» требует организации безопасной (своевременной и беспрепятственной) эвакуации людей из здания.

Под своевременностью понимается необходимость покинуть здание при пожаре до достижения в помещениях и на путях эвакуации предельно допустимых уровней воздействия на людей опасных факторов пожара, определяемое динамикой их распространения при различных вариантах функционирования систем защиты. С учетом вышеизложенного, можно сформулировать условие безопасности по первому предельному состоянию (по своевременности):

, (7)

где

t_эв = t_н.э. + t _p - значение времени эвакуации последнего из людей в здании;

t_н.э. - интервал времени от получения сигнала о пожаре до начала эвакуации людей; определяется психофизиологией поведения людей при получении информации о ЧС.

t_p - расчетное значение максимального времени выхода замыкающей части людского потока с момента начала эвакуации.

t_нб - время достижения предельно допустимых уровней воздействия на людей опасных факторов пожара, определяемое динамикой их распространения.

Беспрепятственность достигается отсутствием на путях эвакуации скоплений людей с высокой плотностью , что позволяет сформулировать условие безопасности по второму предельному состоянию (по беспрепятственности эвакуации):

(8)

Максимальные плотности на участках движения возникают в случае, если величина подходящего людского потока Pi,k больше пропускной способности участка . Это означает, что к границе участка i+1 в единицу времени подходит больше людей, чем он может пропустить за это же время:

(9)

Естественно, часть людей задерживается на участке i перед границей с участком i+1, образуется скопление людей, в котором плотность потока в чрезвычайной ситуации достигает максимальных значений. Образование скоплений людей является основным признаком нарушения беспрепятственности движения. В чрезвычайной ситуации воздействие людей друг на друга в скоплении и на ограждающие конструкции эвакуационных путей достигает уровней давления, способных к компрессионной асфиксии организма человека со смертельным исходом. Условия безопасности проверяются расчетом.

Расчетное время эвакуации людей из здания устанавливается по времени выхода из него последнего человека.

Перед началом моделирования процесса эвакуации задается схема эвакуационных путей в здании. Все эвакуационные пути подразделяются на эвакуационные участки длиной a и шириной b. Длина и ширина каждого участка пути эвакуации для проектируемых зданий принимаются по проекту, а для построенных - по фактическому положению. Длина пути по лестничным маршам измеряется по длине марша. Длина пути в дверном проеме принимается равной нулю. Эвакуационные участки могут быть горизонтальные и наклонные (лестница вниз, лестница вверх и пандус).

За габариты человека в плане принимается эллипс с размерами осей 0,5 м (ширина человека в плечах) и 0,25 м (толщина человека). Задаются координаты каждого человека x_i - расстояние от центра эллипса до конца эвакуационного участка, на котором он находится (рис. 12).

Координаты каждого человека x_i в начальный момент времени задаются в соответствии со схемой расстановки людей в помещениях (рабочие места, места для зрителей, спальные места и т.п.). В случае отсутствия таких данных, например для магазинов, выставочных залов и другое, допускается размещать людей равномерно по всей площади помещения с учетом расстановки технологического оборудования.

Координата каждого человека в момент времени t определяется по формуле:

x_i(t) = x_i(t-Дt) - V_i(t)Дt м, (10)

где x_i(t-Дt) - координата i-го человека в предыдущий момент времени, м;

V_i(t) - скорость i-го человека в момент времени t, м/с;

Дt - промежуток времени, с.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 12. Координатная схема размещения людей на путях эвакуации

Скорость i-го человека V_i(t) в момент времени t определяется по таблице П2.1 приложения 2 к Методике в зависимости от локальной плотности потока, в котором он движется, D_i(t) и типа эвакуационного участка.

Локальная плотность D_i(t) вычисляется по группе, состоящей из n человек, по формуле:

D_i(t) = (n(t)-1) f / (bДx) м²/м², (11)

где n - количество людей в группе, человек;

f - средняя площадь горизонтальной проекции человека, м²/м²;

b - ширина эвакуационного участка, м;

Дx - разность координат последнего и первого человека в группе, м.

Если в момент времени t координата человека x_i(t), определенная по формуле (10), станет отрицательной - это означает, что человек достиг границы текущего эвакуационного участка и должен перейти на следующий эвакуационный участок.

В этом случае координата этого человека на следующем эвакуационном участке определяется:

x_i(t) = [x_i(t-dt) - V_i(t) dt] + а_j l_j м, (12)

где x_i(t-dt) - координата i-го человека в предыдущий момент времени на (j-1) эвакуационном участке, м;

V_i(t) - скорость i-го человека на (j1)-ом эвакуационном участке в момент времени t, м/с;

a_j - длина j-го эвакуационного участка, м;

l_j - координата места слияния j-го и (j1)-го эвакуационных участков - расстояние от начала j-го эвакуационного участка до места слияния его с (j1)-ым эвакуационным участком, м.

Количество людей, переходящих с одного эвакуационного участка на другой в единицу времени, определяется пропускной способностью выхода с участка Q_j(t):

Q_j(t) = q_j(t) c_jdt / (f60) чел (13)

где q_j(t) интенсивность движения на выходе с j-го эвакуационного участка в момент времени t, м/мин;

c_j ширина выхода с j-го эвакуационного участка, м;

dt промежуток времени, с;

f - средняя площадь горизонтальной проекции человека, м²;

Интенсивность движения на выходе с j-го эвакуационного участка q_j(t) в момент времени t определяется в зависимости от плотности людского потока на этом участке Dv_j(t).

Плотность людского потока на j-ом эвакуационном участке Dv_j(t) в момент времени t определяется по формуле:

Вм_о(е) = (Т_оаве) . (ф_ои_о) м².м²б (14)

где N_j число людей на j-ом эвакуационном участке, чел.;

f средняя площадь горизонтальной проекции человека, м²;

a_j длина j-го эвакуационного участка, м;

b_j ширина j-го эвакуационного участка, м;

dt промежуток времени, с.

В момент времени t определяется количество людей m с отрицательными координатами x_i(t), определенными по формуле (10).
Если значение m ? Q_j(t), то все m человек переходят на следующий эвакуационный участок и их координаты определяются в соответствии с формулой (11). Если значение m > Q_j(t), то количество человек равное значению Q_j(t) переходят на следующий эвакуационный участок и их координаты определяются в соответствии с формулой (12), а количество человек, равное значению (m - Q_j(t)), не переходят на следующий эвакуационный участок (остаются на данном эвакуационном участке) и их координатам присваиваются значения

x_i(t) = k0,25 + 0,25,

где k - номер ряда, в котором будут находиться люди (максимально возможное количество человек в одном ряду сбоку друг от друга для каждого эвакуационного участка определяется перед началом расчетов). Таким образом, возникает скопление людей перед выходом с эвакуационного участка.

На рис. 13 изображена блок-схема определения расчетного времени эвакуации людей из здания.



Рис 13. Блок-схема определения расчетного времени эвакуации людей из здания

На основании заданных начальных условий (начальных координат людей, параметров эвакуационных участков) определяются плотности людских потоков на путях эвакуации и пропускные способности выходов с эвакуационных участков. Далее, в момент времени

t = t + dt,

определяется наличие ОФП на путях эвакуации. В зависимости от этого выбирается направление движения каждого человека и вычисляется новая координата каждого человека. После этого снова определяются плотности людских потоков на путях эвакуации и пропускные способности выходов. Затем вновь дается приращение по времени dt и определяются новые координаты людей с учетом наличия ОФП на путях эвакуации в этот момент времени. После этого процесс повторяется. Расчеты проводятся до тех пор, пока все люди не будут эвакуированы из здания.

4.2 Эвакуация из мест начального размещения людских потоков

Эвакуация людей - процесс организованного самостоятельного движения людей непосредственно наружу или в безопасную зону из помещений, в которых имеется возможность воздействия на людей опасных факторов пожара (Статья 2 Федерального Закона № 123-ФЗ).

Решив эвакуироваться, человек намечает свой маршрут движения, т.е. ту последовательность участков пути, которую ему предстоит пройти для того, чтобы попасть с места его нахождения в то место, куда он наметил себе прийти за кратчайшее время. При пожаре такими местами являются: помещение, в котором ему будет более безопасно, чем в том, где он находится в данный момент; зона пожарной безопасности, специально созданная в здании и на территории, окружающей здание. В любом случае, человек, выходит на начальный участок эвакуационного пути. Это может быть проход между рабочими местами или оборудованием, проход между рядами зрительных мест, свободное пространство около места нахождения человека, соединяющие его с выходами из помещения. Одновременно с ним на этот участок могут выходить и другие люди. Они выбирают направление движения к тому или иному выходу и тем самым определяют маршрут своего движения, т.е. последовательность участков эвакуационных путей, которые они должны пройти для того, чтобы попасть в безопасное место. Поэтому, намечая свой маршрут эвакуации, человек имеет практически всегда, по крайней мере, два варианта возможной последовательности использования участков эвакуационных путей для достижения эвакуационного выхода и из помещения, и с этажа, и из здания. Наметив свой маршрут движения, человек выходит на участок общего пути, по которому выбрали то же направление движения и другие люди, т.е. на этом участке формируется людской поток. Можно сказать, что эти участки являются источниками людских потоков.

Слияние людских потоков - процесс формирования потока с объединенными параметрами при соединении различных людских потоков.

Такими участками, например, в торговых помещениях являются проходы между стеллажами, в административных помещениях - общие проходы между мебелью рабочих мест и т.п. Пространство участков формирования людских потоков определяется антропометрическими размерами человека и эргономикой движений человека при осуществлении им основного функционального процесса, для реализации которого предназначено данное помещение. Минимально необходимые габариты участков приводятся в нормалях, справочниках, в учебниках и учебных пособиях по архитектурно-строительному проектированию, эргономике и инженерной психологии.

Выйдя с участков формирования, людские потоки по магистральным (общим) проходам направляются к эвакуационным выходам из помещений. Покинув помещение, человек заканчивает первый этап эвакуации.

Выходя из помещений, люди приступают ко второму этапу эвакуации. Он может происходить по коридору, который из-за своей ширины ограничивает ширину потока, образующегося в нём из слияния людских потоков, выходящих из помещений. Выходя в коридор, человек опять выбирает маршрут своего движения. Если коридор свободен и эвакуационные выходы из него не заблокированы, то человек, вероятнее всего, воспользуется привычным, ежедневно используемым им маршрутом через, как правило, ближайший эвакуационный выход. Следует учесть тот факт, что плотность людского потока на одном и том же участке коридора может быть различна. Прежде всего, это связано с количеством человек находящихся на начальных участках формирования людских потоков, т.е. в помещениях (проходы между мебелью и т.д.) и их объемно-планировочными решениями. Можно выделить две характерные ситуации.

1. В помещении перед дверным проёмом образуется скопление людей с максимальной плотностью. В таком случае, интенсивность движения в дверном проеме будет составлять 8,5 м/мин (и менее, в зависимости от ширины проема). Тогда плотность людского потока в коридоре не будет превышать, как правило, значений 0,05-0,2 м²/м², что соответствует скоростям движения 100 - 40 м/мин.

2. В случае, если движение людей через дверной проём проходит беспрепятственно, то интенсивность движения в дверном проёме может достигать максимальных значений - 19.6 м/мин. В таком случае, плотность людского потока в коридоре будет находиться в диапазоне 0.2 м²/м² - 0.5 м²/м² в зависимости от ширины коридора. Скорость движения при этом упадет до 60- 30 м/мин.

пожарный безопасность риск

4.3 Составление расчетных схем и определение расчетного времени эвакуации людей

В соответствии с объемно-планировочными решениями объекта защиты, геометрическими размерами эвакуационных путей и выходов, а также известными особенностями поведения людей при пожарах (движение к более широким и хорошо заметным выходам, выбор более короткого пути эвакуации, использование знакомых маршрутов движения и т.п.) были составлены расчетные схемы путей эвакуации людей, которые представлены на рис. 16-19, а также в программном продукте Pathfinder 2015.2 были разработаны компьютерные модели зданий.

Блокируя выходы из помещений, из здания пользовались требованиями п. 4.2.4. СП 1.13130.2009 «При наличии двух эвакуационных выходов и более общая пропускная способность всех выходов, кроме каждого одного из них, должна обеспечить безопасную эвакуацию всех людей, находящихся в помещении, на этаже или в здании».

При составлении расчетных схем в соответствии с п. 8.3.7. СП 1.13130.2009 количество людей в административных помещениях принималось из расчета 6 м² площади на одного человека.

Площадь горизонтальной проекции взрослых здоровых людей принималась равной 0,125 м² (взрослый человек в зимней одежде) (Рис. 14), для МГН - 0,2 м2 (престарелый люди) (рис. 15).

Рис. 14. Параметры группы мобильности взрослых людей в зимней одежде.

Рис. 15. Параметры группы мобильности престарелых людей

Рис. 16. Расчетная схема эвакуации людей с подвального этажа



Рис. 17. Расчетная схема эвакуации людей с первого этажа

Рис. 18. Расчетная схема эвакуации людей со второго этажа

Рис. 19. Расчетная схема эвакуации людей с третьего этажа

На рис. 20 представлена трехмерная компьютерная модель здания

Рис. 20. Трёхмерная компьютерная модель здания

На рис. 21 представлена динамика выхода людей из здания через эвакуационные здания

Рис. 21. Динамика выхода людей из здания через эвакуационные выходы.

На рис. 22 представлены параметры движения людских потоков перед выходами здания в процессе эвакуации.



Рис. 22. Параметры движения людских потоков перед выходами здания в процессе эвакуации.

В таблице 1 представлены результаты расчета расчетного времени эвакуации людей из здания.

Таблица 1. Результаты расчета расчетного времени эвакуации людей из здания

Этаж. Выход (вход)	tр, мин	tск, мин
Подвальный этаж. Выход 1.	0,12	-
1 этаж. Выход 1.	2.03	0.1
1 этаж. Выход 2.	0.25	-
1 этаж. Выход 5.	1.35	0.5
2 этаж. Выход 1	0.8	0.2
3 этаж. Выход 1.	0.76	0.1

Проведенные расчеты показывают, что на начальных участках формирования людских потоков плотности достигают значений - 0.15 м²/м². С учетом дальнейшего развития сценария эвакуации происходит слияние людских потоков, плотность которых достигает критических значений 0.9 м²/м², при этом время существования скопления не будет превышать 0.5 мин, что ниже критического для человеческого организма значения. Максимальное расчётное время эвакуации из здания составит 1.35 мин.

4.4 Расчет вероятности эвакуации людей

Каждое здание, сооружение или строение должно иметь объемно-планировочное решение и конструктивное исполнение эвакуационных путей, обеспечивающие безопасную эвакуацию людей при пожаре.

Целью расчета путей эвакуации является проверка соответствия размеров эвакуационных путей и выходов требованиям безопасности.

Безопасная эвакуация людей из зданий, сооружений и строений при пожаре считается обеспеченной, если интервал времени от момента обнаружения пожара до завершения процесса эвакуации людей в безопасную зону не превышает необходимого времени эвакуации людей при пожаре.

Вероятность эвакуации Р_э рассчитывают по формуле:

, (17)

где t_р - расчетное время эвакуации людей, мин;

t_бл - время от начала пожара до блокирования эвакуационных путей в результате распространения на них ОФП, имеющих предельно допустимые для людей значения (время блокирования путей эвакуации), мин;

t_ск - время существования скоплений людей на участках пути (плотность людского потока на путях эвакуации превышает значение 0,5).

t_нэ - время начала эвакуации (интервал времени от возникновения пожара до начала эвакуации людей), значение которого для помещения очага пожара определяется по формуле:

, с. (18)

где F - площадь помещения, м².

Для удобства сопоставления данных, результаты определения расчетного времени эвакуации и времени блокирования эвакуационных путей (с учетом коэффициента безопасности) приведены в табл. 2.

Таблица 2. Время блокирования эвакуационных путей и расчетное время эвакуации людей из здания.

Помещение, выход, участок	Время блокирования путей эвакуации tбл, мин	Время начала эвакуации tнэ, мин	Расчетное время эвакуации tp, мин	Вывод
Сценарий 1
Подвальный этаж. Выход 1.	1.93	1.5	0.12	Безопасно
Сценарий 2
2 этаж. Выход 1.	>5	1.5	2.03	Безопасно
1 этаж. Выход 2.	>5	1.5	0.25	Безопасно
Сценарий 3
2 этаж. Выход 1	>5	1.5	0.8	Безопасно
Сценарий 4
3 этаж. Выход 1.	2.4	1.5	0.76	Безопасно

5. Расчет величины индивидуального пожарного риска

В соответствии с Методикой по определению расчетных величин пожарного риска численным выражением индивидуального пожарного риска является частота воздействия опасных факторов пожара (далее - ОФП) на человека, находящегося в здании. ОФП (потеря видимости, высокая температура, отравление газами - продуктами горения) с определённого момента делают дальнейшую эвакуацию критической или невозможной. При этом учитывается действие систем противопожарной защиты здания. Оценка уровня пожарной опасности здания формализуется в виде величины, называемой индивидуальным пожарным риском, который не должен превышать 1х10^-6. Частота воздействия ОФП определяется для пожароопасной ситуации, которая характеризуется наибольшей опасностью для жизни и здоровья людей, находящихся в здании.

Величина индивидуального пожарного риска рассчитывается по формуле:

Q_в,i=Q_п,i (1-K_ап,i)P_пp,i (1-Р_э,i)(1-K_п.з,i) (19)

где K_ап,i - коэффициент, учитывающий соответствие установок автоматического пожаротушения (далее - АУП) требованиям нормативных документов по пожарной безопасности. Значение параметра К_ап,i принимается равным K_ап,i = 0,9, если выполняется хотя бы одно из следующих условий:

здание оборудовано системой АУП, соответствующей требованиям нормативных документов по пожарной безопасности;

оборудование здания системой АУП не требуется в соответствии с требованиями нормативных документов по пожарной безопасности.

В остальных случаях K_ап,i принимается равной нулю;

K_п.з,i - коэффициент, учитывающий соответствие системы противопожарной защиты, направленной на обеспечение безопасной эвакуации людей при пожаре, требованиям нормативных документов по пожарной безопасности;

Р_пр,i - вероятность присутствия людей в здании, определяемая из соотношения Р_пр,i = t_функц,i /24, где t_функц,i - время нахождения людей в здании в часах;

Продолжительность пребывания людей в здании принималась 12 ч·сут^-1 независимо от времени года.

Р_пр= t_функц/24=12/24=0,5

Р_э,i - вероятность эвакуации людей.

Коэффициент, учитывающий соответствие системы противопожарной защиты, направленной на обеспечение безопасной эвакуации людей при пожаре, требованиям нормативных документов по пожарной безопасности, K_п.з рассчитывается по формуле:

, (20)

где K_обн - коэффициент, учитывающий соответствие системы пожарной сигнализации требованиям нормативных документов по пожарной безопасности;

K_СОУЭ - коэффициент, учитывающий соответствие системы оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией людей, требованиям нормативных документов по пожарной безопасности;

K_ПДЗ - коэффициент, учитывающий соответствие системы противодымной защиты, требованиям нормативных документов по пожарной безопасности.

Значения этих параметров могут быть приняты в соответствии с данными раздела IV Методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и пожарных отсеках различных классов функциональной пожарной опасности равными: K_обн,i = 0.8, K_СОУЭ,i = 0.8, K_ПДЗ,i = 0

Учитывая вышеизложенное, рассчитаем величину индивидуального пожарного риска для подземного паркинга:

Q_в⁼ Q_п(1-K_ап)P_пp (1-Р_э)(1-K_п.з) = 4·10^-2(1-0.9)0.5(1-0.999)(1-0.64)=7.2·10^-7

Таким образом, выполненными расчетами установлено, что индивидуальный пожарный риск отвечает требуемому:

Q_в = 7.2·10^-7 < Q^н_в = 1·10^-6

Заключение

В соответствии со статьей 6 (Условия соответствия объекта защиты требованиям пожарной безопасности) Федерльного Закона № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» пожарная безопасность объекта защиты считается обеспеченной при выполнении одного из следующих условий:

1) в полном объеме выполнены требования пожарной безопасности, установленные техническими регламентами, принятыми в соответствии с Федеральным законом «О техническом регулировании», и пожарный риск не превышает допустимых значений, установленных настоящим Федеральным законом;

2) в полном объеме выполнены требования пожарной безопасности, установленные техническими регламентами, принятыми в соответствии с Федеральным законом «О техническом регулировании», и нормативными документами по пожарной безопасности.

Расчет величины индивидуального пожарного риска был выполнен с целью подтверждения соответствия рассматриваемого объекта защиты требованиям части 1 статьи 6 Федерльного Закона № 123-ФЗ в связи с отступлением от положений требований нормативных документов по пожарной безопасности.

Приведенные расчеты показывают, что безопасность людей при эвакуации (условия своевременности и беспрепятственности эвакуации) обеспечивается с вероятностью эвакуации Р_э = 0,999 и величина индивидуального пожарного риска не превышает значения, установленного Федеральным Законом № 123-ФЗ: (Q_в = 7.2·10^-7 < Q^н_в = 1·10^-6) за счет выполнения следующих мероприятий:

1. Со всех этажей здания предусмотрены два эвакуационных выхода.

2. Для эвакуации людей из здания со второго и третьего этажей предусмотрена эвакуационная лестничная клетка типа Л1, а из помещений, расположенных на первом этаже здания, предусмотрены выходы непосредственно наружу.

3. В качестве второго эвакуационного выхода со второго и третьего этажей предусмотрены выходы на наружную открытую эвакуационную лестницу 3-го типа. Указанная лестница выполнена из негорючих материалов (металла) и расположена у глухой части стены с пределом огнестойкости EI 30, класса конструктивной пожарной опасности К0, расстояние от лестницы до окон предусмотрено не менее 1м.

4. Выход из лестничной клетки Л1 предусмотрен непосредственно наружу.

5. Число подъемов в одном марше между площадками предусмотрено не менее 3 и не более 16.

6. Ширина лестничных маршей и площадок лестничной клетки Л1 и открытой эвакуационной лестницы 3-го типа предусмотрена 1,2 м.

7. Эвакуационная лестничная клетка имеет естественное освещение через окна наружных стенах, выполненных размерами 1,2 м на каждом этаже.

8. Для эвакуации из подвального этажа (помещение ИТП) предусмотрена металлическая (стальная) лестница, ведущая непосредственно наружу.

9. Ширина лестничных маршей и площадок предусмотрена не менее 0,7м.

10. Ширина эвакуационных выходов из помещений, в том числе помещений, в которых обеспечивается доступ МГН, предусмотрена не менее 0,9 м.

11. Ширина эвакуационных выходов на лестничную клетку Л1 предусмотрена не менее 1,2 м.

12. Высота эвакуационных выходов во всех случаях предусмотрена не менее 1,9 м.

13. Расстояние от двери наиболее удаленного помещения до ближайшего эвакуационного выхода в общественных помещениях на первом этаже здания предусмотрено: при расположении помещения между двумя эвакуационными выходами наружу или на лестничную клетку - не более 60 м, при расположении помещения в тупиковой части коридора - не более 30 м.

14. Здание оборудуется комплексом технических средств противопожарной защиты, включающим в себя:

- систему автоматической пожарной сигнализации;

- систему оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре 3-го типа.

Таким образом, согласно выполненным расчетам индивидуального пожарного риска на объекте, установлено, что индивидуальный пожарный риск в здании, отвечает требуемому и не превышает значение одной миллионной в год при размещении отдельного человека в наиболее удаленной от выхода из здания точке.

Литература

1. Федеральный закон от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».

2. Федеральный Закон от 10 июля 2012 г. № 117-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».

3. Приказ МЧС России от 30 июня 2009 г. № 382 «Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности» с учетом изменений, утверждённых приказом № 632 МЧС РФ от 02.12.2015.

4. Свод правил 1.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Эвакуационные пути и выходы» с учетом изменений, утверждённых приказом № 639 МЧС РФ от 09.12.2010.

5. Свод правил 4.13130.2013 «Системы противопожарной защиты. Ограничение распространения пожара на объектах защиты. Требования к объемно-планировочными конструктивным решениям».

6. Абашкин А.А., Карпов А.В., Ушаков Д.В., Фомин М.В., Гилетич А.Н., Комков П.М. Пособие по применению «Методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности». М.: ВНИИПО, 2014.

7. Программный продукт: - Pathfinder 2015.2, Сертификат соответствия № РОСС RU.0001.11СП15.

Размещено на Allbest.ru

...