Методика технико-экономического обоснования противопожарных мероприятий

1. Эффективность отдельных противопожарных мероприятий, а также проектных решений с различными вариантами противопожарной защиты оценивается сравнением затрат, связанных с этими противопожарными мероприятиями, с изменением величины материальных потерь от пожара в результате их выполнения:

(1)

где З - изменение приведенных затрат, вызываемое выполнением противопожарных мероприятий, руб/м² в год;

М (П-П*) - математическое ожидание снижения потерь от пожара при выполнении противопожарных мероприятий, руб/м² в год;

П - потери от пожара при отсутствии противопожарного мероприятия, эффективность которого оценивается, руб/м² в год;

П* - потери от пожара при выполнении оцениваемого противопожарного мероприятия, руб/м² в год.

2. Оптимальным проектным решением по противопожарной защите является такое, при котором сумма затрат на противопожарную защиту и величины материальных потерь составляет минимальное значение

, (2)

где З_i - приведенные затраты на противопожарные мероприятия в i -том варианте, руб/ м² в год;

М(П_i) - математическое ожидание потерь от пожара при i -том варианте, руб/м² в год.

3. Ожидаемые потери от пожара М(П), руб/м² в год, при наличии статистических данных о потерях от пожаров на объектах, аналогичных рассматриваемому, могут быть определены как вероятностная величина, равная среднегодовым потерям за прошлые годы

где П_i - полные потери от пожаров в каждом году на рассматриваемых объектах, руб.;

F_i - площадь объектов, на которых суммируются потери, м²;

i - число случаев в рассматриваемом количестве лет;

Т - количество лет, принятых в расчете.

При отсутствии статистических данных ожидаемые потери рассчитываются исходя из стоимости здания и технологии, размеров повреждений, вероятности возникновения и тушения пожара средствами, предусматриваемыми для пожарной защиты объекта.

4. При использовании на объекте первичных средств пожаротушения(стационарных ипередвижных) и отсутствии систем автоматического пожаротушения ожидаемыепотери рассчитываются по формуле:

(4)

где М₁(П), М₂(П), М₃(П) - математическое ожидание годовых потерь от пожаров, потушенных первичными средствами пожаротушения; привозными средствами пожаротушения; при отказе всех средств пожаротушения, определяемое по формулам:

(5)

(6)

(7)

где

J - вероятность возникновения пожара, 1/м²/год;

С_T - стоимость поврежденного технологического оборудования и оборотных фондов, руб/м²

F_i - площадь пожара на время тушения первичными средствами, м²

р₁, р₂ - вероятность тушения пожара первичными и привозными средствами;

0,52 - коэффициент, учитывающий степень уничтожения объекта тушения пожара привозными средствами;

С_к - стоимость поврежденных частей здания, руб/м²;

F^'_пож - площадь пожара за время тушения привозными средствами;

F"_пож. - площадь пожара при отказе всех средств пожаротушения, м²

k - коэффициент, учитывающий косвенные потери.

6. При оборудовании объекта средствами автоматического пожаротушения потери от пожара рассчитываются по формуле

(8)

где М₁(П), М₂(П), М₃(П), М₄(П) — математическое ожидание годовых потерь от пожаров, потушенных первичными средствами пожаротушения; установками автоматического пожаротушения; привозными средствами пожаротушения; при отказе средств пожаротушения, определяемое по формулам:

(9)

(10)

(11)

(12)

где

F*_пож. - площадь пожара при тушении средствами автоматического пожаротушения, м²;

р₃ - вероятность тушения средствами автоматического пожаротушения.

7. Вероятность возникновения пожара определяется по статистическим данным для аналогичных объектов как отношение общего числа пожаров к площади объекта.

8. Стоимость здания и технологической части определяется по проектным материалам, при их отсутствии - по укрупненным показателям.

9. Вероятность безотказной работы первичных средств тушения принимается в зависимости от скорости распространения горения по поверхности V₁ (табл. 1).

Таблица 1

V1 м/мин	0,35	0,54	0,69	0,8	0,9
p1	0,85	0,79	0,46	0,27	0,12

10. Вероятность тушения пожара привозными средствами p₂ определяется в зависимости от нормативного расхода воды на наружное пожаротушение и на основании данных о бесперебойности водоснабжения пожарного водопровода или насосами пожарных машин из водоемов q_n (табл. 2).

Таблица 2

qn, л/с
Р2	0,5	0,6	0,75	0,85	0,95	0,99	0,999

11. Вероятность тушения пожара установками автоматического пожаротушения при отсутствии статистических данных p₃ принимается равной 0,86, вероятность действия автоматической пожарной сигнализации - 0,72.

12. Коэффициент к, учитывающий косвенные потери, определяется по статистическим данным для аналогичных объектов как отношение косвенных потерь к прямым. В величину косвенных потерь следует включать:

- капитальные затраты на восстановление основных фондов;

- заработную плату за время простоя;

- оплату демонтажных работ и разборку строительных конструкций;

- потери части условно-постоянных накладных расходов;

- потери от недополучения прибыли из-за недовыпуска продукции;

- потери из-за недоставки продукции;

- потери предприятия с учетом сопряженности работы производств.

13. Площадь развития пожара рассчитывается в зависимости от вида пожара и средств пожаротушения.

При успешном действии первичных средств пожаротушения F _пож. принимается в зависимости от их технических характеристик равной 0,5-4м².

При успешном действии установок автоматического пожаротушения площадь пожара F* _пож принимается равной нормативной площади тушения пожара для расчета расхода средств тушения установками пожарной автоматики по табл. 1 СНиП 2.04.09-84.

Для локальных пожаров площадь пожара при тушении привозными средствами F' _пож принимается равной площади размещения пожарной нагрузки.

Для объемных пожаров площадь пожара F' _пож при тушении привозными средствами рассчитывается по формуле

F'_пож=n (V_лВ_св.г.)² (13)

где V _л - линейная скорость распространения горения по поверхности, принимаемая по табл. 3, м/мин;

В _св.г. - время свободного горения, мин,

Таблица 3

Объект	Линейная скорость распространения горения по поверхности, м/мин
Деревообрабатывающие цехи	2,0-2,5
Лесопильные цехи	1,0-1,5
Производство фанеры	0,8-1,5
Текстильные цехи	0,5-2,0
Холодильники	0,5-1,0
Склад каучука	0,7-1,0
Ремонтно-технические изделия	1,0-1,2
Склад бумаги в рулонах	0,2-0,5
Склад льноволокна	3,0-5,4

Для объемных пожаров при неэффективном действии всех средств тушения площадь пожара F "_пож. принимается равной площади объекта.

14. Для расчета потерь от пожара необходима оценка количественных показателей, характеризующих длительность и интенсивность воздействия пожара и позволяющих установить размеры его развития, повреждения здания и технологического оборудования.

15. Для оценки воздействия пожара на основе анализа размещения пожарной нагрузки и выявления наиболее пожароопасных участков технологического процесса задаются условно места возникновения пожара и анализируются условия его протекания в зависимости от объемно-планировочного и конструктивного решений.

16. По характерным условиям протекания пожара здания разделяются на 3 основных типа:

1. Здание, состоящее из одного объема или нескольких объемов, разделенных противопожарными преградами. В здании происходит свободное распространение пожара по пожарной нагрузке в пределах пожарного отсека, который или заканчивается затуханием, или переходит в горение по всему объему.

2. Здание, состоящее из отдельных помещений. Пожар протекает в пределах помещения до затухания или распространения в другие помещения по проемам, коммуникациям, либо после наступления предела огнестойкости ограждающих конструкций помещений.

3. Здание, состоящее из основного объема и встроенных помещений в виде вставок или встроек. Возможно возникновение пожара как в основном объеме с развитием, характерным для типа 1, так и в отдельных помещениях с развитием пожара, характерным для типа 3 и переходом его в основной объем.

17. В здании или помещении рассчитывается пожарная нагрузка в кг (14) или МДж (15) на 1 м² площади пола, части его при неравномерном распределении пожарной нагрузки или площади тепловоспринимающих ограждающих конструкций

, (14)

где р - пожарная нагрузка, кг/м²;

М_i - масса i -го вещества или материала, кг;

S - площадь пола помещения, части пола или площадь тепловоспринимающих ограждающих конструкций, м²;

j - число видов веществ и материалов, составляющих пожарную нагрузку

, (15)

где

р - пожарная нагрузка, МДж/м²;

Q^p_i - количество теплоты, выделяемой 1 кг i -го вещества или материала при сгорании (низшая теплота сгорания), МДж/кг.

18. В пожарную нагрузку включаются способные гореть вещества и материалы (сгораемые и трудносгораемые), находящиеся в пределах помещения в период их наибольшего скопления.

19. При расчете пожарной нагрузки на 1 м² площади тепловоспринимающих ограждающих конструкций их площадь определяется по формуле

(16)

где

S _пов. - площадь ограждающих конструкций помещения, м²;

А_i - площадь i- го проема в ограждающих конструкциях, м².

20. При неравномерном размещении сгораемых веществ и материалов пожарная нагрузка рассчитывается на 1 м² в части пола (участка), на котором она размещена.

21. В зависимости от величины пожарной нагрузки, ее размещения по площади и параметров помещения определяется вид пожара*:

- локальный;

- объемный, регулируемый пожарной нагрузкой;

- объемный, регулируемый вентиляцией.

_____________

* Приведены основные положения из «Методов расчета температурного режима пожара в помещениях зданий различного назначения». - М.: ВНИИПО, 1988. (Рекомендации. Авторы: Молчадский И.С., Гутов В.Н., Зотов С.В. и др.)

22. Локальный пожар возможен при следующих условиях:

- площадь участка, на котором размещена пожарная нагрузка, не превышает значений S _доп., приведенных в табл. 4;

- расстояние между границами участков l не превышает значений, рассчитанных по формулам:

при H > 3d l = 4d (17)

при Н < 3d l =7d - Н, (18)

где Н - высота помещения, м;

d - диаметр круглого участка или большая сторона прямоугольного участка размещения пожарной нагрузки, м.

Таблица 4

	Предельные размеры площади участка при локальном пожаре, S доп., м^2
Объем помещения, м^2	при твердых горючих и трудно-горючих веществах и материалах	при легковоспламеняющихся и горючих жидкостях
До 10^3
От 10^3 до 2 ´ 10^3
От 2 ´ 10^3 до 8 ´ 10^3
От 8 ´ 10^3 до 5,5 ´ 10^3
От 5,5 ´ 10^3 до 7,5 ´ 10^3
От 7,5 ´ 10^3 до 10^4
От 10^4 до 2 ´ 10^4
Более 2 ´ 10^4

23. Вид объемного пожара определяется из соотношения:

Р _к < Р _к.кр. - пожар, регулируемый нагрузкой (ПРН);

Р _к > Р _к.кр - пожар, регулируемый вентиляцией (ПРВ),

где Р _к - пожарная нагрузка, приведенная к древесине на 1 м² ограждающих конструкций помещения, кг/м².

Р _к.кр. - критическая пожарная нагрузка, принимаемая равной 8 кг на 1 м² площади ограждающих тепловоспринимающих конструкций:

, (19)

здесь Q^p_н.i - низшая теплота сгорания вещества или материала, МДж/кг;

Q^p_н.др - низшая теплота сгорания древесины, МДж/кг.

24. Для каждого вида пожара определяются параметры, характеризующие его воздействие на здание и технологическое оборудование, а также площадь пожара.

25. Для локальных пожаров характерно выгорание пожарной нагрузки в пределах участка горения, а также повреждение конструкции перекрытий или покрытий в зоне горения.

Площадь выгорания при свободно развивающемся локальном пожаре принимается при горении твердых сгораемых веществ равной площади участка размещения пожарной нагрузки, при горении горючих и легковоспламеняющихся жидкостей - из расчета растекания из единицы оборудования 1 л на площадь 1 м² с учетом возможности одновременного загорания соседнего с аварийным оборудования:

26. Возможность разрушения несущих конструкций, а также конструкций перекрытия или покрытия в зоне локального пожара определяется на основе сравнения эквивалентной продолжительности t _экв пожара с пределом огнестойкости конструкций П _о.к.:

t _экв. < П _о.к. - конструкция не теряет несущей способности;

t_экв. > П _о.к. - конструкция теряет несущую способность.

27. Эквивалентная продолжительность пожара t_’экв. характеризует продолжительность стандартного пожара, последствия от воздействия которого эквивалентны воздействию реального пожара на строительную конструкцию.

28. Эквивалентная продолжительность локального пожара определяется по рис. 1, 2, 3 в зависимости от продолжительности локального пожара, которая рассчитывается по формуле

(20)

где R - средняя скорость выгорания пожарной нагрузки, кг/м²·с;

Р - пожарная нагрузка на 1 м² участка размещения пожарной нагрузки.

Для горизонтальных конструкций H - высота помещения, для вертикальных - расстояние от оси факела до конструкции.

Рис. 1. Зависимость эквивалентной продолжительности пожара от времени пожара для железобетонных и огнезащищенных металлических конструкций покрытия в условиях локальных пожаров

1-Н/ £1,2 4 - 2,2;

2 - 1,5; 5 - 2,4;

3 - 1,8; 6 - 3,6;

Н - высота помещения, м;

F - площадь помещения, м²

Рис. 2. Зависимость эквивалентной продолжительности пожара от времени пожара для горизонтальных незащищенных металлических конструкций в условиях локальных пожаров

1-Н/ =1,2; 8-4,0;

2-1,6; 9-4,4;

3-2,0; 10-4,8;

4-2,4; 11-5,2;

5-2,8; 12-5,6;

6-3,2; 13-6,0

7-3,6;

Рис. 3. Зависимость эквивалентной продолжительности пожара от времени пожара для вертикальных металлических конструкций в условиях локальных пожаров

1-Н/ =0,5; 2-0,6; 3-0,7; 4-0,8 5-1,0; 6-1,5; 7-2,0

29. Для определения размеров повреждения здания в случае объемного пожара рассчитывается температурный режим и продолжительность пожара в помещении и его воздействие на несущие и ограждающие конструкции.

Возможность обрушения несущих и ограждающих конструкций в условиях объемных пожаров определяется из соотношения п. 26.

30. Продолжительность t и максимальная среднеобъемная температура Т _max объемного пожара, регулируемого нагрузкой (рис. 4) определяются по формулам:

(21)

(22)

где Т₀ - начальная среднеобъемная температура, °С.

Температурный режим описывается зависимостью

(23)

(24)

где

W - коэффициент, характеризующий температурный режим пожара;

T_mfx - максимальная среднеобъемная температура, определяемая по формуле (22);

T_CT - температура стандартного пожара в момент времени, соответствующий времени достижения Т_max.

31. Для пожаров, регулируемых вентиляцией (рис. 5), продолжительность пожара определяется зависимостью

(25)

где P_к - пожарная нагрузка, приведенная к древесине, кг/м²;

A - площадь проемов помещений, м²;

h - высота проемов, м²;

А_t - площадь ограждающих конструкций, м².

Рис. 4. Температурные режимы ПРН

Рис. 5. Номограмма для определения максимальной среднеобъемной температуры и времени ее достижения при ПРВ

32. Эквивалентная продолжительность объемного пожара для несущих и ограждающих конструкций определяется по зависимостям, приведенным на рис. 6, 7.

33. Для определения предельного значения количества пожарной нагрузки фактический предел огнестойкости для каждой строительной конструкции приравнивается эквивалентной продолжительности пожара.

34. Для условий локального пожара предельное значение количества пожарной нагрузки определяется по формуле

(26)

где t - продолжительность локального пожара.

35. Для условий объемного пожара предельное значение количества пожарной нагрузки определяется по формуле

, (27)

где t - условная продолжительность объемного пожара.

Рис. 6. Зависимость эквивалентной продолжительности пожара для железобетонных плит перекрытия от времени пожара для ПРВ

1 – П _р = 0,3;

2 - 0,27;

3 - 0,24;

4 - 0,21;

5 - 0,18;

6 - 0,15;

7 - 0,12;

8 - 0,09;

9 - 0,06;

10 - 0,03;

при V£ 10³

П_р= ;

при V > 10³

П _р = ,

здесь V - объем помещения, м³; А_i - площадь i -го проема, м²; h_i - высота i -го проема, м; S - площадь пола помещения, м²

Рис. 7. Зависимость эквивалентной продолжительности пожара для несущих железобетонных стен от времени пожара для ПРВ

1 - П _р = 0,3; 6 - 0,15;

2 - 0,18; 7 - 0,12;

3 - 0,24; 8 - 0,09;

4 - 0,21; 9 - 0,06;

5 - 0,18; 10 - 0,03;

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

(информационное)