Оценка и расчет пожарных рисков административного здания (на примере МДОУ № 126 "Солнечный зайчик" городского округа Тольятти)
0,61·10-7 < 10-6
Индивидуальный пожарный риск
соответствует допустимому значению [1, ст.79].
Результаты расчета для сценария
2:
tбл=2,28
мин
tр=2,22 мин наихудший
вариант движения
tнэ=4
мин [2, приложение №5]
tск=1,48
мин (прил.4)
Рэ = 0
т.к 2,22> 0,8·2,28 → 2,22>1,824
Qп
|
0,031
|
частота возникновения пожара в течение года
|
Rап
|
0
|
вероятность эффективного срабатывания АУПТ
|
t функ
|
12
|
время нахождения людей в здании в часах
|
Рпр
|
0,5
|
вероятность присутствия людей в здании
|
Рэ
|
0
|
вероятность эвакуации людей
|
Rобн
|
0,98
|
вероятность эффективного срабатывания АПС
|
Rcoуэ
|
0,98
|
условная вероятность эффективного срабатывания СОУЭ
|
Rпдз
|
0
|
условная вероятность эффективного срабатывания системы
противодымной защиты
|
Рп. з
|
0,9604
|
вероятность эффективной работы системы противопожарной защиты
|
Qв
|
6,1·10-4
|
расчетная величина индивидуального пожарного риска
|
6,1∙10-4> 10-6
Индивидуальный пожарный риск
превышает допустимое значение [1, ст.79].
Согласно [2, п. 20], если
пожарный риск превышает допустимое значение необходимо разработать
дополнительные противопожарные мероприятия.
На объекте необходимо установить
противопожарные двери и двери, обеспечивающие газодымонепроницаемость с
устройствами для самозакрывания.
Тогда:
Рэ = 0,999 - отсутствует
воздействие опасных факторов пожара на людей в здании.
Qп
|
0,031
|
частота возникновения пожара в течение года
|
Rап
|
0
|
вероятность эффективного срабатывания АУПТ
|
t функ
|
12
|
время нахождения людей в здании в часах
|
Рпр
|
0,5
|
вероятность присутствия людей в здании
|
Рэ
|
0,999
|
вероятность эвакуации людей
|
Rобн
|
0,98
|
вероятность эффективного срабатывания АПС
|
Rcoуэ
|
0,98
|
условная вероятность эффективного срабатывания СОУЭ
|
Rпдз
|
0
|
условная вероятность эффективного срабатывания системы
противодымной защиты
|
Рп. з
|
0,9604
|
вероятность эффективной работы системы противопожарной защиты
|
Qв
|
0,61·10-7
|
расчетная величина индивидуального пожарного риска
|
0,61·10-7< 10-6
Индивидуальный пожарный риск
отвечает требуемому [1, ст.79]
В настоящее время требования
пожарной безопасности содержатся в более 2000 нормативных документах. При этом
многие из них полностью или частично посвящены вопросам пожарной безопасности.
Так, практически каждое второе
требование в нормах проектирования производственных, складских, жилых и
общественных зданий является противопожарным, на 100 процентов строительные
нормы и правила проектирования складов нефти и нефтепродуктов и целого ряда
других объектов состоят из вопросов пожарной безопасности.
Вследствие недостаточной
проработки вопросов пожарной безопасности, без анализа положения дел с пожарами
и недостаточного учета зарубежного опыта в нормах проектирования и использования
тех или иных материалов и строительных конструкций из них, накопился ряд
существенных недостатков, повышающих пожарные риски.
Известно, что в нормальных
условиях эксплуатации совмещенные покрытия с основой из стального
профилированного листа толщиной 0,8-1,0 мм, легким утеплителем из
пенополистирольных (1111С) плит толщиной не менее 50 мм и рубероидной кровлей
на битумной мастике имеют некоторые преимущества в сравнении с традиционно
используемыми покрытиями по сборным железобетонным плитам.
Применение пенополистирольных
плит (ПСБ, ПСБ-С и их модификаций) в покрытиях обуславливается их малой
плотностью и водопоглощением, технологичностью, высокими теплоизоляционными и
прочностными свойствами.
Такие конструкции имеют в
несколько раз меньшую массу, что позволяет снизить расход стали на основные
несущие элементы (колонны, балки, фермы, прогоны и т.п.) и уменьшить общую
стоимость строительства. Кроме того, применение облегченных покрытий давало
возможность сократить сроки возведения, например, промышленных зданий, за счет
использования блочных и конвейерных методов сборки непосредственно на
строительной площадке.
Массовое строительство
общественных зданий и сооружений, объектов энергетики (атомных и тепловых
электростанций), металлургии, машиностроения, в покрытиях которых
использовались пенополистирольные плиты, началось фактически с введением в
действие СНиП П-А.5-70 "Противопожарные нормы проектирования зданий и
сооружений".
Уже на стадии согласования этих
норм между представителями Госстроя и специалистами пожарной охраны (ГУПО и
ВНИИПО) возникли существенные разногласия по вопросу применения в строительстве
утеплителей из полимерных материалов и, в частности, ПСБ-С. Специалисты
пожарной охраны настаивали на исключении из приложения 1 проекта указанного
СНиПа пенопласта ПСБ-С, классифицированного как трудносгораемый материал, и
предлагали считать конструкции с этим утеплителем и тонкими металлическими
обшивками сгораемыми.
Однако предложения ГУПО и ВНИИПО
при составлении окончательной редакции СНиП П-А.5-70 учтены не были.
По этим нормам
пенополистирольный утеплитель ПСБ-С был классифицирован как трудносгораемый
материал, а конструкции с его применением, и, в частности, совмещенные покрытия
по стальному профнастилу, отнесены к трудносгораемым с пределом огнестойкости
0,25 ч, что фактически разрешило массовое строительство производственных и
других зданий с такими конструкциями независимо от их размеров, высоты, степени
огнестойкости и категории размещаемых в них производств.
За счет широкого использования
сгораемых полимерных утеплителей в ограждениях был снижен ряд требований по
противопожарной защите зданий и сооружений. Единственным аргументом Госстроя,
как основного разработчика этих противопожарных норм, по вопросу более широкого
использования полимерных утеплителей в конструкциях являлась лишь стоимость
строительства, а условия безопасности людей, производства и материальных
ценностей во внимание не принимались.
Плиты ПСБ (без добавки
антипирена) и ПСБ-С (так называемый "самозатухающий"), имеющий в
своем составе антипирен - тетрабромпараксилол (4-5% к весу самого полистирола),
освоены производством в начале 60-х годов. В соответствии с ГОСТ 15588 плиты
предназначены для тепловой изоляции строительных конструкций и промышленного
оборудования при температуре изолируемых поверхностей не выше + 70 °С и имеют
следующие физико-механические характеристики:
толщина выпускаемых плит от 20
до 100 мм;
плотность от 20 до 40 кг/м3,
причем плиты марки 20 выпускаются без антипиреновой добавки;
температура плавления полистирола
около 200 °С;
температура воспламенения
полистирола 310 °С;
коэффициент теплопроводности в
сухом состоянии при 20 °С 0,035 Вт/мхград;
предел прочности при статическом
изгибе и сжатии соответственно около 0,7 и 0,8 МПа;
низшая теплота сгорания около
39,8 МДж/кг (9500 ккал/кг).
Проведенные во ВНИИПО в середине
60-х годов исследования, показали что, ППС плиты марок ПСБ и ПСБ-С обладают
повышенной пожароопасностью. Было установлено, что при плотности около 20 кг/м3
они относятся к сгораемым легковоспламеняемым материалам, при плотности более
20 кг/м к сгораемым. При действии пламени газовой горелки (метод огневой трубы)
эти материалы легко загораются, плавятся, плав в свою очередь загорается и,
растекаясь, вызывает интенсивное распространение огня по испытываемым образцам.
К тому же при своем горении плиты ПСБ, ПСБ-С и другие обладают высокими
дымообразующей способностью и токсичностью продуктов горения.
Одновременно с исследованиями
пожароопасных свойств самих материалов из ППС, во ВНИИПО в конце 60-х годов проводилась
серия стандартных испытаний образцов наружных ограждений (покрытий по
штампованному профлисту, а также фрагментов стен из трехслойных панелей со
стальными, алюминиевыми, асбестоцементными обшивками и утеплителем из ПСБ-С
плотностью 30-35 кг/м3) с целью определения их пожарно-технических
характеристик.
Испытаниями фрагментов стен с
различными типами обшивок и утеплителем из ПСБ-С было установлено, что такой
утеплитель воспламеняется, как правило, уже через 3-4 мин от начала
одностороннего теплового воздействия по режиму "стандартного" пожара,
после чего имеет место скрытое распространение огня по утеплителю внутри
конструкций. Горение и разложение полистирола в панелях стен сопровождалось
образованием плава, обильным выделением дыма и токсичных продуктов горения и
продолжалось практически до полного выгорания утеплителя даже при удалении
источника теплового воздействия на конструкции.
По результатам проведенных
исследований навесные стены с обшивками из тонких стальных, алюминиевых или
асбестоцементных листов при толщине соответственно 0,8 мм и 10 мм и утеплителем
из ПСБ-С независимо от его толщины отнесены к группе сгораемых
конструкций с пределом огнестойкости 0,1-0,2 ч.
Испытанные образцы покрытий с
утеплителем из ПСБ-С по штампованному профнастилу (при толщине листа 0,8-1,0 мм)
также обладают высокой пожароопасностью. Конструкция совмещенного покрытия (несущий
элемент - штампованный профнастил толщиной 0,8 мм; пароизоляция один слой
рубероида на битумной мастике, утеплитель плиты из ПСБ-С толщиной 50 мм; кровля
2-3 слоя рубероида на битумной мастике) отнесена к группе сгораемых, предел
огнестойкости такого покрытия под нагрузкой 100 кг/м2 составляет 0,2-0,25 ч.
Наличие незаполненных пустот в
гофрах несущего профнастила, а также ненормируемый расход битумной мастики для
крепления элементов конструкции между собой, существенно повышает способность
ПСБ-С к скрытому распространению огня по таким покрытиям. Этот процесс также
сопровождается образованием и вытеканием горящего плава полистирола и битума через
стыки между деформированными листами профнастила в условиях одностороннего
нагрева.
Использование ПСБ-С и других
подобных полимерных материалов в покрытиях по штампованному профнастилу без
надлежащей огнезащиты со стороны возможного теплового воздействия привело на
отдельных объектах к катастрофическим последствиям.
С начала 70-х годов и в
последующем произошли крупные пожары на Бухарском хлопчато-бумажном комбинате,
Капчагайском фарфоровом заводе, Чернобыльской АЭС, а также пожары в городах
Житомире, Челябинске, Надыме, Жлобине, Ленинграде.
Эти пожары в отдельных случаях
явились следствием неосторожного обращения с огнем при проведении газосварочных
работ, халатности обслуживающего персонала, нарушений технологического
процесса, неисправности электрооборудования и других причин, и
характеризовались:
быстрым распространением огня по
покрытиям на значительные площади (до 100-150 тыс. м2);
значительными деформациями
настилов покрытий и основных несущих элементов (стальных ферм, балок, прогонов
и т.п.), что приводило к их преждевременному обрушению уже на 12-18 мин от
начала развитой стадии пожара;
образованием горящего плава ППС
и битумных материалов, стекающих внутрь горящих помещений, что существенно
увеличивало пожарную нагрузку;
значительной продолжительностью
(2 ч и более) и сложностью тушения, малой эффективностью применяемых средств
пожаротушения вследствие скрытого распространения огня по утеплителю;
выделением большого количества
дыма и токсичных продуктов термического разложения и горения полимерных
материалов.
Обрушение несущих элементов
покрытий и профнастила довершали уничтожение технологического оборудования и
материальных ценностей, находящихся в зданиях на момент возникновения пожаров.
Так как характер развития
указанных пожаров в зданиях и размер ущерба от них, в основном, определялись
поведением облегченных конструкций покрытий, возникла необходимость путем
экспериментов в условиях, максимально приближенных к натурным, произвести
дополнительную проверку огнестойкости и горючести покрытий со стальным
профнастилом и сгораемыми изоляционными слоями (пароизоляцией, полимерным
утеплителем, 3-4-х слойной кровлей из рулонных материалов с использованием
битумных связующих), а также разработать мероприятия по повышению огнестойкости
и снижению пожарной опасности таких конструкций.
Натурные огневые испытания
различных вариантов покрытий проводились при участии ВНИИПО, ГУПО и организаций
Госстроя СССР на фрагментах зданий размерами:
6*12 м и высотой 3 м (2
фрагмента, ТЭЦ-25 Мосэнерго, г. Москва, 1973 г);
24*24 м и высотой 6 м (1
фрагмент со световым фонарем, КамАЗ, г. Набережные Челны, 1974 г);
24*18 м и высотой 6 м до низа
несущих ферм (2 фрагмента, каждый из двух блоков размером по 12*18 м, ЖБК г. Бухара,
1974 г);
12*12 м и высотой 6 м (2
фрагмента, АвтоВАЗ, г. Тольятти, 1989-90 г. г).
В процессе натурных огневых
испытаний покрытий проверялись различные виды теплоизоляционных материалов (утеплителей),
конструктивных решений фрагментов покрытия, а также противопожарных преград и
дополнительной изоляции со стороны возможного теплового воздействия на
конструкции (наличие гравийной посыпки толщиной 20-25 мм на кровле, или
использование дополнительной негорючей изоляции, уложенной непосредственно на
профнастил, а также устройство подвесного потолка).
Натурными испытаниями покрытия
площадью 576 м2, проведенными на КамАЗе (г. Набережные Челны) в июле
1974 г., было установлено следующее:
1. При возникновении пожара на
кровле предложенные дополнительные мероприятия (посыпка из гравия при толщине
слоя 15-20 мм, заполнение пустот гофр несущего профнастила негорючей
минеральной ватой с торцев на длину 250 мм), независимо от типа и марки
полимерного утеплителя, практически исключили возможность распространения
горения по кровле по всем вариантам конструкций покрытия даже при наличии ветра
скоростью до 10 м/с и температуре окружающего воздуха + 25 °С.
2. При пожаре внутри помещения
температура на стальном профнастиле достигала 250-300 °С (при которой возможно
воспламенение ПСБ-С) к 12-й минуте эксперимента.
В результате продолжающегося
горения изобутилового спирта в противнях (использованного в качестве горючей
нагрузки) температура на профнастиле, изоляционных слоях и незащищенных несущих
стальных конструкциях к 18-й минуте эксперимента превысила в некоторых точках
900°С [43].
На 19-й минуте опыта обрушились
основные несущие элементы фрагмента, что вызвало обрушение самого покрытия на
всей его площади.
Таким образом, при локальном
пожаре внутри помещения и площади горения, составляющей около 10% общей площади
испытываемого фрагмента, обрушение всех незащищенных металлических конструкций
происходит через 0,3 ч от начала огневого воздействия, а зона горения и
повреждения огнем изоляционных слоев покрытия распространилась на площадь,
значительно превышающую площадь локального пожара.
В целом, с учетом результатов
проведенных натурных испытаний, для снижения пожарной опасности эксплуатируемых
покрытий с утеплителем из ПСБ-С были рекомендованы следующие основные
мероприятия:
замена ПСБ-С на негорючий
утеплитель;
обязательное наличие гравийной
посыпки толщиной не менее 20 мм на кровле или устройство цементной стяжки;
нормируемый расход битумных
материалов в изоляционных слоях конструкций;
устройство противопожарных
поясов в покрытиях путем замены в этих поясах горючего материала на негорючий;
забивка пустот гофр профнастила
по всей площади покрытия негорючим материалом;
дополнительная защита сгораемых
теплоизоляционных слоев со стороны профнастила негорючими листовыми и плитными
материалами (комбинированное покрытие);
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
|