Элементы «пассивной» защиты от пожара

Противопожарные стены должны быть выполнены из несгораемых материалов, опираться на фундамент и обладать определенной огнестойкостью. Предел огнестойкости противопожарных стен, предназначенных для членения здания на противопожарные отсеки, принимается не менее 2,5 ч, в пределах отсека – не менее 0,75 ч. Выполнение этого требования при возведении капитальных стен из кирпича или блоков не вызывает трудностей. Так, стена толщиной в один кирпич имеет предел огнестойкости 5,5 ч. Обычные противопожарные стены из кирпича выполняют толщиной не менее 38 см, что вполне удовлетворяет требованиям пожарной безопасности. Стены из бетонных блоков также имеют достаточную толщину и предел огнестойкости.

В условиях пожара хорошо себя зарекомендовали стены из естественных камней (известняка, гранита).

Предел огнестойкости каркасных стен зависит от предела огнестойкости составных элементов каркаса: колонн, ригелей, заполнения каркаса, а также от способа крепления панелей к каркасу и способа сочленения конструкций перекрытия и покрытия со стеной. При использовании каркасных стен в качестве противопожарных они должны иметь предел огнестойкости, указанный в нормах для противопожарных стен.

Противопожарные стены должны возводиться на всю высоту здания, разделяя покрытия, перекрытия, и предупреждать распространение пожара по наружным стенам и сгораемым кровлям, перерезать все выступающие над крышей конструкции и возвышаться над кровлей не менее чем на 60 см при сгораемом покрытии или при несгораемом или трудносгораемом покрытии со сгораемым утеплителем и не менее чем на 30 см при несгораемом и трудносгораемом покрытии с трудносгораемым утеплителем.

Противопожарные стены должны обладать устойчивостью в случае обрушения при пожаре примыкающих к ним перекрытий, покрытий и других конструкций здания или сооружения. В связи с этим необходимо проверять сечение противопожарной стены на устойчивость против опрокидывания. Расчет производится исходя из требований устойчивости на опрокидывание при действии ветровой нагрузки.

В противопожарных стенах допускается устройство дверных проемов, в противопожарном исполнении. Такие двери могут быть несгораемыми или трудносгораемыми с пределом огнестойкости не менее 1,2 ч. Несгораемые двери изготовляют из металлического каркаса, обшитого кровельной сталью.

В противопожарных стенах можно устраивать неоткрывающиеся оконные проемы, заполнение которых должно иметь предел огнестойкости не менее 1,2 ч. Обычно такие оконные проемы заполняют стеклоблоками.

Противопожарные перекрытия устраивают в зданиях I и IIстепени огнестойкости в том случае, когда необходимо исключить возможность распространения пожара по вертикали здания или изолировать различные по пожарной опасности или функциональному назначению процессы.

Перекрытия над подвалами, в которых размещаются горючие материалы или пожароопасные производственные процессы для зданий первой и второй степени огнестойкости, принимают не менее 1 ч, в зданиях III, IV и V степени огнестойкости перекрытия принимают трудносгораемые с пределом огнестойкости не менее 0,75 ч. Пределы огнестойкости междуэтажных и чердачных перекрытий принимают соответственно требуемой степени огнестойкости зданий. Чердачное перекрытие в зданиях любой степени огнестойкости расценивается как противопожарная преграда.

Особое внимание следует уделять требованиям к перекрытиям встроенных помещений, в которых размещаются производства, относимые по пожарной опасности к категории A, Б. Известно, что взрыв в таких помещениях может вызвать разрушение в выше- и нижележащих этажах. В связи с этим перекрытия в таких помещениях рекомендуется проектировать с учетом нагрузок, возникающих при взрыве.

Повышенные требования к огнестойкости перекрытий предъявляют также в тех случаях, когда они соединяют части противопожарной стены, смещенной по вертикали.

Перекрытия над эвакуационными путями (коридорами), лестницами и вестибюлями выполняют функцию противопожарной преграды.

Надежной противопожарной преградой, ограничивающей распространение пожара по вертикали, являются технические этажи. В пределах технических этажей осуществляется смещение лестниц, лифтов и других коммуникаций с вертикальной оси.

Противопожарные экраны представляют собой устройства, предназначенные для ограничения или поглощения лучистой энергии.

Различают экраны без теплового сопротивления (стальной лист незначительной толщины) и с тепловым сопротивлением (стены, перекрытия, перегородки, асбестовые листы). Кроме экранов, отражающих лучистую энергию, имеются теплоотводящие экраны, которые главным образом поглощают теплоту сами или охлаждают нагретые поверхности (водяные завесы, охлаждаемые водой поверхности).

Экраны могут быть стационарными и передвижными. Стационарные экраны устанавливают при строительстве зданий. К числу стационарных экранов относятся, например, все ограждающие конструкции и стационарно установленные водяные завесы. К передвижным экранам относятся специальные щиты или водяные завесы.

12.2. Противопожарные требования при разработке
генерального плана

При разработке генеральных планов промышленных предприятий наряду с обеспечением наиболее благоприятных условий для производственного процесса на предприятии, рационального использования земельных участков и наибольшей эффективности капиталовложений необходимо:

- обеспечить безопасные расстояния от границ промышленных предприятий до жилых и общественных зданий; выдержать требуемые нормами противопожарные разрывы между зданиями и сооружениями;

- сгруппировать в отдельные комплексы (зоны) родственные по функциональному назначению или признаку взрывопожарной опасности производственные здания и сооружения; расположить здания с учетом рельефа местности и направления господствующих ветров; обеспечить территорию предприятия дорогами и необходимым количеством «въездов-выездов».

В большинстве случаев расстояние между промышленными предприятиями и жилыми или общественными зданиями определяют необходимостью создания санитарно-защитных зон. Эти зоны, как правило, превышают по величине противопожарные разрывы.

Функциональное зонирование территории осуществляется с учетом технологических связей, санитарно-гигиенических и противопожарных требований, грузооборота и вида транспорта, очередности строительства. При зонировании выделяют здания и сооружения основного производственного назначения, вспомогательные производственные здания, склады, здания административно-хозяйственного и обслуживающего назначения. Здания и сооружения повышенной взрывопожароопасности располагают с подветренной стороны.

При устройстве складов нефтепродуктов учитывают рельеф местности. Такие склады нельзя размещать на возвышенных местах. Чтобы избежать разлива нефтепродуктов в случае аварии, резервуары обваловывают.

На предприятиях площадью свыше 5 га или при длине площадки свыше 1000 м следует предусматривать не менее двух выездов для транспорта. Въезды следует устраивать на расстоянии не более 1500 м. Дороги на территории предприятия обычно устраивают кольцевыми. При устройстве тупиковых дорог предусматриваются кольцевые объезды или площадки для разворота автомобилей размером не менее 12 х 12 м. Расстояния от края проезжей части автомобильных дорог до зданий и сооружений принимают от 1,5 до 12 м в зависимости от длины здания и наличия въезда в здание для автомобилей.

К зданиям и сооружениям по всей их длине должен быть обеспечен подъезд пожарных автомобилей: с одной стороны – при ширине здания или сооружения до 18 м и с двух сторон – при ширине более 18 м. К зданиям с площадью застройки более 10 га или шириной более 100 м подъезд пожарных автомобилей должен быть обеспечен со всех сторон.

Пожарная часть должна, как правило, обслуживать группу предприятии. Радиус выезда пожарной части, обслуживающей взрывоопасные и пожароопасные предприятия категорий А, Б и В1-В4 занимающих более 50% всей площади застройки, принимаются равным 2.0 км, а при площади застройки производствами категорий А, Б и В1-В4 занимающей до 50% территории, – 4 км. Радиус выезда пожарной части уменьшают на 40%, если на территории обслуживаемых ею предприятий здания III–V степени огнестойкости составляют 50% всей площади застройки.

12.3. Противопожарные требования
при разработке генеральных планов населенных мест

 

При разработке генеральных планов населенных мест наряду с созданием благоприятных условий для труда и быта людей необходимо предусмотреть: обеспечение санитарных и противопожарных разрывов от промышленных предприятий и крупных складов; соблюдение минимально допустимых расстояний между жилыми и общественными зданиями; обеспечение проездов и подъездов пожарных автомобилей к зданиям и сооружениям, к водоемам и гидрантам; размещение пожарных депо, исходя из условий обеспечения своевременного прибытия пожарных частей для тушения пожаров ко всем зданиям и сооружениям.

«Строительные нормы и правила» ограничивают строительство промышленных предприятий в населенных пунктах. В черте города нельзя строить предприятия, выделяющие производственные вредности и являющиеся взрывопожароопасными. Расстояния от промышленных предприятий до жилых и общественных зданий определяются санитарными нормами в зависимости от класса выделяемых вредностей. Эти расстояния в десятки раз превышают величину противопожарных разрывов.

Базисные склады размещают вне городов. Крупные склады нефтепродуктов располагают на берегах рек ниже по течению, с тем 'чтобы при аварии или пожаре не могло произойти попадания нефтепродуктов в реку в пределах территории города.

Требуемые нормами противопожарные разрывы между современными многоэтажными зданиями значительно меньше, чем минимальные расстояния, определяемые стандартными требованиями удобства.

При застройке поселков деревянными зданиями кроме соблюдения противопожарного разрыва между домами не менее 15 м рекомендуется устраивать полосы зеленых насаждений шириной 40–50 м.

К расположенным на территории города или поселка искусственным водоемам, а также к естественным водоемам устраивают подъезды для забора воды пожарными автомашинами.

Противопожарные разрывы

 

Противопожарные разрывы предназначаются для ограничения распространения пожара между зданиями и сооружениями. Противопожарные разрывы предусматривают при проектировании генеральных планов промышленных предприятий и населенных мест. Правильное определение величин противопожарных разрывов имеет технико-экономическое значение и способствует обеспечению пожарной безопасности.

При проектировании генеральных планов стремятся к тому, чтобы при рациональной плотности застройки сохранялась необходимая величина противопожарных разрывов. Имеется и техническое решение обеспечения противопожарной безопасности.

Все основные сведения о противопожарных разрывах между зданиями и сооружениями содержатся в «Строительных нормах и правилах». Приведенные в нормах данные о величине разрывов являются минимальными и должны обеспечивать при пожаре такую интенсивность излучения на смежный объект, при которой исключается возможность его загорания в течение определенного времени, необходимого для введения сил и средств пожаротушения (табл. 12.1).

Таблица 12.1

Нормы противопожарных разрывов между зданиями

 

Степень огнестойкости здания или сооружения	Расстояние между зданиями при степени огнестойкости здания или сооружения, м
I и II	III	IV и V
I и II	Не нормируется для зданий и сооружений с производствами категорий Ги Д
III
IV и V

 

Противопожарные разрывы между отдельными зданиями назначаются в зависимости от степени их огнестойкости и пожарной опасности. При этом учитываются наличие световых проемов в ограждениях зданий, особенности быстрого развития горения в зданиях различной степени огнестойкости, возможная площадь фронта пламени.

Для обоснования величин противопожарных разрывов следует учитывать теплоту, передаваемую пламенем путем излучения.

 

ГЛАВА XIII.

ЭВАКУАЦИЯ ЛЮДЕЙ ИЗ ЗДАНИЙ

 

Передвижение людей как функция присуща всем помещениям зданий и сооружений, связанных с пребыванием в них человека. Для большинства помещений перемещения людей являются вспомогательной функцией и для ее осуществления выделяются специальные площади в составе помещений (проходы между оборудованием, входы и выходы), а для значительной части помещений, называемых коммуникационными помещениями или помещениями связи (коридоры, лестницы, вестибюли, фойе, кулуары и т.п.), перемещение людей является основным функциональным процессом. Коммуникационные помещения в зданиях занимают значительную площадь, составляющую в ряде случаев 30% и более от рабочей площади здания. Для большой группы зданий и сооружений движение людей является основным функциональным процессом и от его правильной организации зависит их рациональное объемно-планировочное решение.

В отличие от других функций движение людей имеет ту особенность, что его значение резко меняется в различные периоды эксплуатации здания. Так, даже для тех помещений, где эта функция является лишь вспомогательной, в период загрузки и эвакуации помещения движение людей становится основной функцией. При загрузке и эвакуации здания характерно одновременное перемещение значительного количества людей в одном направлении.

Особое значение приобретает движение людей во время возникновения пожара в здании, аварии или какого-либо стихийного бедствия. В этом случае от правильной организации движения и состояния коммуникационных помещений зависит жизнь людей. Поскольку возникновение пожара возможно в любом помещении, то учет аварийной эвакуации людей обязателен для любого помещения и в целом здания или сооружения.

Таким образом, создание оптимальных условий для осуществления функциональных процессов, соответствующих назначению здания или помещения, требует учета движения людей как в условиях нормальной эксплуатации здания, так и при его аварийной эвакуации. Как в том, так и в другом случае следует стремиться к созданию оптимальных параметров участков для перемещения людей из коммуникационных помещений.

13.1. Критерии и предельные состояния путей движения

Специфическим и определяющим фактором при проектировании коммуникационных путей становится перемещение человека и размещение оборудования. Основным критерием этого фактора является свобода перемещений человека, которая зависит прежде всего от габаритов и количества людей, одновременно находящихся на данном участке пути, конфигурации и площади участка.

Исследования габаритов человека показали, что антропометрические размеры имеют статистически нормальное распределение и поэтому их средние значения применяются в качестве расчетных при проектировании предметов, используемых человеком.

 

 

Рис. 13.1.Габариты человека условного среднего роста 1,75 м

 

На рис. 13.1. приведены габариты человека условного среднего роста
175 см в статичном состоянии. Естественно, что габариты человека зависят также от его возраста, вида одежды и вида груза, который он имеет при себе. С учетом приведенных данных и назначается минимально необходимая ширина путей движения, когда они одновременно используются одним или несколькими людьми. Назначенные таким образом размеры участков коммуникационных путей создают необходимую свободу для движения одиночных или небольших групп людей, что обеспечивает так же и экономичный расход площади на пути передвижения людей. При движении большого количества людей изменяется и само понятие свободы перемещения. Требуется обеспечить свободу перемещения людей относительно друг друга так, чтобы они не сталкивались и не задевали один другого. Таким образом, плотность размещения людей на площади коммуникационного помещения является показателем свободы перемещения, а следовательно, и критерием комфортности движения. Плотность D (в чел/м²) может быть выражена формулой

N

D = ––––,

F

 

где N – количество людей, находящихся на участке данной площади, чел.; F – площадь пути коммуникационного участка, м².

 

Таблица 13.1

 

Площадь горизонтальной проекции человека

 

Возраст, одежда человека и вид груза	Площадь горизонтальной проекции f, м^2
Взрослый:
в летней одежде	0,10
в демисезонной одежде	0,113
в зимней одежде	0,125
с ребенком па руках	0,285
с рюкзаком	0,315
с легким свертком	0,235
Подросток	0,07 – 0,09
Ребенок	0,04 – 0,05

 

Габариты человека, зависящие от его возраста и вида одежды, позволяют на одном и том же участке одинаковое количество людей может занимать большую или меньшую площадь, оставляя соответственно меньшую или большую площадь участка свободной для перемещений. Следовательно, для более точной оценки свободы перемещений необходимо определять плотность размещения людей не только с учетом их количества, но и с учетом занимаемой ими площади. Если площадь горизонтальной проекции человека N _f обозначить через табл., то формула определения плотности (в м²/м²) примет вид

 

(N_f)

D = –––––––.

F

 

Эта формула справедлива, когда состав находящихся на данном участке людей однороден, т. е. они имеют одинаковые площади горизонтальных проекций. Если же площади горизонтальных проекций людей различны, то формула принимает вид

где N_п – количество людей, имеющих площадь горизонтальной проекции f_n.

Последние две формулы позволяют определить плотность не только с учетом количества людей, их возраста и типа одежды, но и с учетом вида груза у людей.

Определим, например, плотность размещения 100 человек взрослых людей в демисезонной одежде с легкими свертками на участке длиной L = 10 м и шириной б = 2,5 м. Для этого по табл. 7 определяем соответствующее значение f = 0,235 м² и затем по формуле находим

 

Если возникает необходимость перейти к оценке плотности в чел/м², то нужно полученную плотность разделить на f, т. е. в данном примере D = 0,94/ f = 0,94/0,235 = 4 чел/м².

Исследованиями установлено, что плотность размещения людей при движении может изменяться в широких пределах: от величины, близкой к нулю, до 1,14–1,15 м²/м². При плотности до 0,05 м²/м² человек имеет полную свободу движения как по направлению, так и при желаемой ему скорости; при плотности в диапазоне 0,05 < D < 0,15 человек не может свободно менять направление своего движения и вынужден уже считаться со скоростью движения окружающих его людей; при плотности выше 0,15 м²/м² человек начинает чувствовать, что ему мешают рядом идущие люди; при дальнейшем увеличении плотности соприкосновения людей друг с другом становятся настолько частыми, что практически люди начинают двигаться слитно; при плотностях, приближающихся к 1 м²/м² (D > 0,92), наблюдаются уже постоянные силовые воздействия людей друг на друга, вследствие чего изменяется форма горизонтальной проекции человека и свободное пространство между людьми исчезает; при плотностях выше 1 м²/м² люди так сильно сжимают друг друга, что изменяется не только форма, но и уменьшается площадь горизонтальной проекции.

При высоких плотностях силовые воздействия людей друг на друга настолько значительны, что часть людей может не касаться ногами земли и их сносит общим потоком двигающихся людей. Плотности порядка 1,15 м²/м² (11–12 взрослых людей в домашней одежде на 1 м² площади) следует считать физически предельными (D_ф.п). При этих плотностях силовые воздействия могут достигать таких величин, что возможны повреждения человеческого организма, кончающиеся смертельным исходом. В литературе этот эффект носит название «эффект насоса». Человек погибает от удушья без телесных повреждений.

Приведенные соотношения между свободой перемещения человека и плотностью дают возможность использовать плотность в качестве объективного критерия оценки комфортности движения. Если величина предельно допустимой или нормируемой плотности установлена, то площадь каждого участка коммуникационных путей должна быть такой, чтобы на нем плотность не превышала установленной предельной величины. Если в процессе проектирования окажется, что величина расчетной плотности (D_p) превышает установленную предельную величину (D_пp), то следует считать, что коммуникационные пути не удовлетворяют требованиям по комфортности движения.

Таким образом, состояние путей движения, при котором они перестают удовлетворять предъявляемым к ним эксплуатационным требо­ваниям по комфортности движения, является расчетным предельным состоянием, т. е. расчетом должно проверяться соблюдение условия D_p ≤D_пp для каждого участка пути.

Конкретные значения предельной плотности (D _{п p}) зависят от назначения здания и экономических возможностей. Следует считать совершенно недопустимой возможность образования физически предельных плотностей (Dф.п) из-за возможных при движении людских потоков травм. Установлено общее ограничение D _{п p} ≤ 0,92, так как плотность, равная 0,92 м²/м², является верхней границей слитного движения, при котором имеются силовые воздействия людей друг на друга, но они не приводят еще к уменьшению площади горизонтальной проекции людей из-за взаимного сжатия. Диапазон практически рассматриваемых при проектировании плотностей ограничен величинами от 0 до D_max = 0,92.

Образование высоких плотностей наиболее вероятно и наиболее опасно при аварийной эвакуации, когда люди стремятся быстрее уйти от источника опасности, возбуждены и прилагают максимум усилий. Любая задержка в движении при аварийной эвакуации может привести к образованию перед препятствием скопления людей с физически предельными плотностями. При этом возможно возникновение паники, т. е. такого психофизиологического состояния людей, когда они перестают контролировать свои действия.

Естественное стремление людей быстрее уйти от источника опасности диктует необходимость сократить до возможного минимума время их пребывания в опасной зоне. Для каждого объекта существует время, t_6, безопасного пребывания людей в зоне опасности. Расчётное время эвакуации должно быть меньше этого времени. Для примера время безопасного пребывания актёров и зрителей в здании художественного театра МХТ им. А. П.Чехова, составляет соответственно, t_ба = 1.5 мин., t_бз = 2.0 мин.

При пожаре источниками опасности для людей могут быть тепловые воздействия и отравляющие газы, выделяющиеся при сгорании, происходит очень быстрое повышение температуры и увеличение концентрации отравляющих веществ до величин, представляющих смертельную опасность для организма. Время, за которое создаются опасные условия, исчисляется минутами и зависит от вида горящих материалов или веществ, их теплоты горения, весовой скорости выгорания и линейной скорости горения. От объема помещения зависит время безопасного пребывания в нем: чем больше объем помещения, тем больше это время. Величина t₆ для помещений различного назначения не одинакова, но не превышает 3–4 мин.

Пути эвакуации должны обеспечивать возможность людям поки­нуть помещение за время tэ, не превышающее t_np, являющееся критерием безопасности для людей. Это условие tэ ≤ t_np – еще одно расчетное предельное состояние путей движения.

Предельная продолжительность эвакуации может регламентироваться не только противопожарными требованиями, но и технологическими или эксплуатационными условиями.