Определение класса функциональной пожарной опасности здания и требуемой степени огнестойкости. Проведение экспертизы уровня пожарной безопасности объекта и разработка инженерных решений по защите, а также анализ и оценка их экономической эффективности.
Аннотация к работе
В выпускной квалификационной работе была проведена экспертиза соответствия требованиям пожарной безопасности здания Центрального детского универмага «Дружный мир». Статистические данные о пожарах в зданиях, помещениях и предприятиях торговли подтверждают актуальность данной работы. Проведенные расчеты времени эвакуации людей из здания, а также времени наступления критических значений опасных факторов пожара подтвердили необходимость применения дополнительных мероприятий противопожарной защиты здания в целях снижения величины индивидуального пожарного риска.
Введение
пожарный безопасность инженерный защита
В целях защиты жизни и здоровья граждан, имущества физических и юридических лиц, охраны окружающей среды на территории, в здании и помещениях должны выполняться требования пожарной безопасности - специальные условия социального и технического характера, установленные в целях обеспечения пожарной безопасности законодательством Российской Федерации, нормативными документами или уполномоченным государственным органом.
Объекты должны иметь системы пожарной безопасности, направленные на предотвращение воздействия на людей опасных факторов пожара, в том числе их вторичных проявлений на требуемом уровне.
Особенно актуальной на сегодня является пожарная безопасность общественных зданий, которые должны быть оборудованы самой совершенной сигнализацией, работающей бесперебойно.
Группа общественных зданий включает весьма широкий спектр зданий, отличающихся по количеству присутствующих в них людей, по количеству пожарной нагрузки, а также по характеру (режиму) функционирования. Кроме того, в пределах каждого из перечисленных признаков наблюдаются существенные различия, требующие дифференцированного подхода к решению задач по обеспечению пожарной безопасности. Так, при решении вопроса обеспечения безопасности людей в случае пожара, необходимо учитывать психофизиологические особенности присутствующего в здании контингента, степень знания планировочных особенностей здания, а также уровень готовности к восприятию сигнала о пожаре и выполнению необходимых действий по эвакуации из здания. С точки зрения обеспечения защиты находящихся в здании материальных ценностей следует учитывать не только размеры ожидаемого материального ущерба, но и социальную значимость возможных потерь от пожара.
Основной способ обеспечения безопасности людей при пожарах в общественных зданиях и сооружениях - это их эвакуация в безопасную зону. Безопасной зоной считаются помещения (участки помещений) внутри зданий и пространство снаружи здания (в т.ч. участки кровли, эстакады и другие подобные элементы зданий), где исключается воздействие опасных факторов пожара на людей.
Требуемый уровень обеспечения пожарной безопасности людей с помощью использования систем предотвращения пожара, систем противопожарной защиты и организационно-технических мероприятий должен быть не менее 0,999999 предотвращения воздействия опасных факторов пожара в год в расчете на каждого человека, а допустимый уровень пожарной опасности для людей должен быть не более 10-6 воздействия опасных факторов пожара, превышающих допустимые значения, в год в расчете на каждого человека.
Статистика пожаров по Омской области за 2011-2012 г.г., показывает, что количество пожаров в зданиях, помещениях и предприятиях торговли увеличилось с 33 до 36 в год. Материальный ущерб от пожара составил 4674 тыс. рублей в 2011 году и 4462 тыс. рублей в 2012 году. Всего на пожаре погибло 189 человек в 2011 году и 198 человек в 2012 году. В зданиях, помещениях и предприятиях торговли в 2011 году не погиб ни один человек, а в 2012 году - 4.
В данной выпускной квалификационной работе проведена разработка противопожарных мероприятий в здании Центрального детского универмага «Дружный мир» г. Омска.
Цель выпускной квалификационной работы - показать уровень квалификации инженера по пожарной безопасности.
Задачи выпускной квалификационной работы: - проанализировать пожарную опасность Центрального детского универмага «Дружный мир»;
- разработать мероприятия, направленные на повышение существующего уровня пожарной безопасности на данном объекте.
1.1 Описание объекта
Объект - Центральный детский универмаг «Дружный мир», расположенный по адресу пр. Карла Маркса, 7.
Объект представляет собой 5-ти этажное здание предприятия торговли с подвальным помещением и двумя надстройками. Здание II степени огнестойкости, класс функциональной пожарной опасности Ф 3.1, класс конструктивной пожарной опасности С-0.
К зданию со стороны двора пристроены северный и южный 2-х этажные дебаркадеры. На первых этажах дебаркадеров находятся приемные отделения, на вторых этажах расположены административные помещения.
В подвале находятся складские помещения и помещения инженерного оборудования здания.
На первом, втором и третьем этажах расположены торговые залы размером 1224 м2 каждый и помещения административно-бытового назначения.
Четвертый и пятый этажи отведены под складские и административно-бытовые помещения.
Над 5 этажом две надстройки (северная и южная), разделенных между собой чердачным помещением площадью 1346,55 м2. Там находится машинное отделение.
Планируется пристройка дополнительных торговых площадей к 1-3-му этажам, подвалу, между дебаркадерами.
Здание каменное, конструкция каркасная. Каркас из железобетонных колонн и балок. Ограждающие конструкции (стены и перегородки) - кирпичная кладка. Перекрытия - пустотные и кровельные плиты перекрытия, местами монолитный железобетон. Внутренние перегородки выполнены из кирпича. Межэтажные перекрытия выполнены из железобетонных плит. Кровля рубероидная по железобетонным плитам.
В Центральном детском универмаге «Дружный мир» расположены торговые площади, в которых осуществляется торговля детской одеждой и игрушками, спортивным инвентарем, бытовой продукцией, мебелью, сувенирами.
Режим работы Универмага с 10:00 до 21:00 без обеда и выходных. Режим работы административно-управленческого аппарата с 9:00 до 18:00, перерыв на обед с 13:00 до 14:00, выходные дни - суббота и воскресенье.
Общая численность персонала по штату-320 человек, ежедневно находятся на территории: в будние дни - 320 человек, в выходные - 210 человек. На предприятии имеется собственная служба безопасности численностью 22 человека. Ежедневно к несению дежурства привлекаются 8 человек, в том числе 2 человека, остаются дежурить в ночное время (3 человека в летнее время, с учетом работы временно расположенного на крыльце универмага летнего кафе).
Большая пожарная нагрузка торговых залов заключается в наличии: - большого количества мебели;
- большого количества сгораемых материалов (игрушки, одежда, парфюмерия и косметика);
- складских помещений.
Наружное противопожарное водоснабжение универмага, осуществляется от городской водопроводной сети. В непосредственной близости от универмага находится 6 ПГ: ПГ №66 К-150, Р-4 атм., Q-14 л/с пр. Маркса, 4 «В»; ПГ №67 К-150, Р-3 атм., Q-10 л/с, пр. Маркса, 4 «В»; ПГ №271 К-300, Р-3 атм., Q-20 л/с, ул. Чкалова, 25; ПГ №273 К-150, Р-4 атм., Q-10 л/с, ул. Чкалова, 33; ПГ №274, К-150, Р-4 атм., Q-10 л/с, ул. Чкалова, 35; ПГ №336 К-250, Р-3 атм., Q-10 л/с, пр. Маркса, 5 «А» (рис.1).
Отопление центральное водяное от ТЭЦ 5, калориферы в дебаркадерах. Вентиляция приточно-вытяжная, естественная, включение осуществляется с пульта управления, расположенного на проходной. Сплитсистемы, осуществляющие климат контроль. Имеется система дымоудаления (не рабочая). В здании расположены 3 лифта - 2 грузовых и 1 пассажирский, планируются еще 2 лифта и траволатор. Освещение: электрическое 220 В осуществляется от подстанция городской сети 1*11-402, расположенной во дворе универмага. Связь осуществляется по внешней и внутренней телефонной сети.
Подъездные пути к зданию асфальтированные. Подъезд к зданию с улиц Чкалова, Красных Зорь.
Здание оборудовано системой оповещения людей о пожаре 3-го типа, который обеспечивает: автоматизированное речевое оповещение людей, включение световых табло «ВЫХОД». Помещение разбито на 10 зон оповещения. Последовательность оповещения определена исходя из условий обеспечения безопасности.
В здании выполнена спринклерная водяная система пожаротушения. Неотапливаемые помещения (приемные отделения ("дебаркадеры") и витражи) защищаются дренчерными направлениями, присоединенными к питающим трубопроводам спринклерных направлений через клапаны с электропуском. В качестве побудительной системы для дренчерных направлений используется пожарная сигнализация.
Питание системы пожаротушения водой предусматривается от двух независимых вводов водопровода Ду 200 (по 1 категории).
Количество эвакуационных выходов с первого этажа 8, со второго этажа - 6, с третьего - 4, с четвертого, пятого и шестого по 2 с этажа. Лестницы и лестничные клетки, предназначенные для эвакуации, являются лестницами 2-го типа. Открывание дверей эвакуационных выходов по направлению выхода людей из здания.
Пожарная охрана - ПЧ-1 4 отряд ФПС по Омской области, ул. Пушкина, 54, тел. 31-83-00.
1.2 Определение класса функциональной пожарной опасности здания
Здания (сооружения, строения, пожарные отсеки и части зданий, сооружений, строений - помещения или группы помещений, функционально связанные между собой) по функциональной пожарной опасности в зависимости от их назначения, а также от возраста, физического состояния и количества людей, находящихся в здании, сооружении, строении, возможности пребывания их в состоянии сна подразделяются на различные классы. В соответствии со статьей 32 [1] здание Центрального детского универмага «Дружный мир» относится к классу Ф3.1 - здания организаций торговли.
1.3 Определение требуемой степени огнестойкости и класса конструктивной пожарной опасности здания
Степень огнестойкости зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков - классификационная характеристика зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков, определяемая пределами огнестойкости конструкций, применяемых для строительства указанных зданий, сооружений, строений и отсеков [1]. В соответствии с табл. 3 [15] для пятиэтажных зданий с площадью этажа в пределах пожарного отсека равной 2500 м2 определена I, II степень огнестойкости. Согласно проектной документации фактическая степень огнестойкости - СОІІ.
Класс конструктивной пожарной опасности зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков - классификационная характеристика зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков, определяемая степенью участия строительных конструкций в развитии пожара и образовании опасных факторов пожара [1]. В соответствии с табл. 6.11 [6] требуемый класс конструктивной пожарной опасности здания - С0.
1.4 Экспертиза уровня пожарной безопасности объекта
Проведение экспертизы уровня пожарной безопасности здания Центрального детского универмага «Дружный мир» осуществляется с целью выявления несоответствия объемно-планировочных, конструктивных и инженерно-технических решений объекта основным противопожарным нормам.
К объемно-планировочным решениям противопожарной защиты относят проекты внутренней планировки зданий с обоснованием выбранного варианта площади противопожарных отсеков и секций; проекты планировочных решений эвакуационных путей, входов и выходов. В свою очередь конструктивные решения характеризуются рациональным выбором соответствующих строительных конструкций (стен, перегородок, перекрытий и т.д.) со степенью огнестойкости, соответствующей требуемой для данного типа здания. Выбор и установка систем пожарной автоматики, внутреннего противопожарного водопровода и иных систем противопожарной защиты определяют комплекс инженерно-технических решений обеспечения пожарной безопасности здания.
В соответствии со статьей 80 [1] конструктивные, объемно - планировочные и инженерно-технические решения зданий, сооружений и строений должны обеспечивать в случае пожара: - эвакуацию людей в безопасную зону до нанесения вреда их жизни и здоровью вследствие воздействия опасных факторов пожара;
- возможность проведения мероприятий по спасению людей;
- возможность доступа личного состава подразделений пожарной охраны и доставки средств пожаротушения в любое помещение зданий, сооружений и строений;
- возможность подачи огнетушащих веществ в очаг пожара;
- нераспространение пожара на соседние здания, сооружения и строения.
Экспертиза строительных конструкций объекта
Экспертиза конструктивных решений здания «Дружный мир» целесообразнее провести в виде экспертизы основных строительных конструкций в соответствии с классом их конструктивной пожарной опасности и пределом огнестойкости. Согласно пункту 5.17 [16] степень огнестойкости здания определяется огнестойкостью его строительных конструкций. Поэтому зная фактическую степень огнестойкости всего здания, и воспользовавшись табл. 21, 22, 23 [1], определим соответствие конструктивных элементов здания нормативным требованиям. Результаты систематизируем в табл. 1.
Таблица 1. Экспертиза строительных конструкций
Наименование конструкций и их характеристика Принято проектом В здании какой степени огнестойкости разрешается применять Требуется по нормам Ссылка на пункты норм Вывод
Пф Кф Птр Ктр
Стены несущие каменные, железобетонные R 150 К0 II R 90 К0 N123-ФЗ табл. 21, 22,23 Соответствует
Перегородки кирпичные ЕІ 150 К0 II EI 15 К0 N123-ФЗ табл. 21, 22, 23 Соответствует
Перекрытия железобетонные REI 120 К0 II REI 45 К0 N123-ФЗ табл. 21, 22, 23 Соответствует
Окна- деревянные, двойное остекление - - II н.н. н.н. N123-ФЗ табл. 21, 22, 23 Соответствует
Двери - деревянные глухие, филенчатые - - II н.н. н.н. N123-ФЗ табл. 21, 22, 23 Соответствует
Лестничные марши, площадки, балки лестничной клетки железобетонные R 120 К0 II R 60 К0 N123-ФЗ табл. 21, 22, 23 Соответствует
Пф, Птр - значения фактического и требуемого пределов огнестойкости строительной конструкции соответственно.
Кф, Ктр - фактический и требуемый класс пожарной опасности строительной конструкции соответственно.
Сокращение «н. н.» означает, что показатель не нормируется.
Вывод: в результате проведения экспертизы строительных конструкций здания, нарушений норм пожарной безопасности не выявлено.
Экспертиза условий спасения и эвакуации людей из здания
Эвакуация представляет собой процесс организованного самостоятельного движения людей наружу из помещений, в которых имеется возможность воздействия на них опасных факторов пожара. Эвакуацией также следует считать несамостоятельное перемещение людей, относящихся к маломобильным группам населения, осуществляемое обслуживающим персоналом. Эвакуация осуществляется по путям эвакуации через эвакуационные выходы [16].
Спасение представляет собой вынужденное перемещение людей наружу при воздействии на них опасных факторов пожара или при возникновении непосредственной угрозы этого воздействия. Спасение осуществляется самостоятельно, с помощью пожарных подразделений или специально обученного персонала, в том числе с использованием спасательных средств, через эвакуационные и аварийные выходы [16].
В соответствии со статьей 53 [1] каждое здание, сооружение или строение должно иметь объемно-планировочное решение и конструктивное исполнение эвакуационных путей, способствующее безопасной эвакуации людей при пожаре. Для обеспечения эвакуации людей должны быть: - установлено необходимое количество, размеры и соответствующее конструктивное исполнение эвакуационных путей и эвакуационных выходов;
- обеспечено беспрепятственное движение людей по эвакуационным путям и через эвакуационные выходы;
- организованы оповещение и управление движением людей по эвакуационным путям (в том числе с использованием световых указателей, звукового и речевого оповещения).
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.
Теперь произведем экспертизу основных решений по эвакуации людей из здания Центрального детского универмага «Дружный мир». Результаты систематизируем в табл. 2.
Таблица 2. Экспертиза основных решений по эвакуации людей из здания
Что проверяется Предусмотрено в проекте Требуется по нормам Ссылка на нормы Вывод
Ширина лестничных маршей Лестничные марши шириной не менее 1,2 м Ширина марша лестницы, предназначенной для эвакуации людей, в том числе, расположенной в лестничной клетке, должна быть не менее расчетной или не менее ширины любого эвакуационного выхода (двери) на нее, но, как правило, не менее 0,9 м. СНИП 21-01.97 п. 6.29. Соответствует
Ширина эвакуационного выхода Ширина эвакуационного выхода из лестничной клетки 2,9 м Ширина наружных дверей лестничных клеток и дверей из лестничных клеток в вестибюль должна быть не менее расчетной или ширины марша лестницы. СНИП 21-01.97 п. 6.16. Соответствует
Ширина дверей главного эвакуационного выхода Ширина дверей 1,6 м Высота эвакуационных выходов в свету должна быть не менее 1,9 м, ширина не менее: 1,2 м - из помещений класса Ф1.1 при числе эвакуирующихся более 15 чел., из помещений и зданий других СНИП 21-01.97 п. 6.16. Соответствует классов функциональной пожарной опасности, за исключением класса Ф1.3, - более 50 чел.; 0,8 м - во всех остальных случаях.
Расстояние по путям эвакуации Согласно чертежам, не более 54 м Расстояние по путям эвакуации от дверей наиболее удаленных помещений (кроме уборных, умывальных, курительных и других обслуживающих помещений без постоянного пребывания людей) до выхода наружу или на лестничную клетку должно быть не более 60 м. СП 1.13130.2009 п.8.3.3 Соответствует
Количество эвакуационных выходов Из помещений каждого этажа Не менее двух эвакуационных выходов должны иметь этажи зданий класса: Ф1.1; Ф1.2; Ф2.1; Ф2.2; Ф3; Ф4. СНИП 21-01.97 п. 6.13 Соответствует
Освещение лестничных клеток Естественное освещение через проемы в наружных стенах Лестничные клетки, за исключением лестничных клеток типа Л2, как правило, должны иметь световые проемы площадью не менее 1,2 м2 в наружных стенах СНИП 21-01.97 п. 6.35 Соответствует
Вывод: в результате проведения экспертизы основных решений по эвакуации людей из здания нарушения требований пожарной безопасности не выявлены.
Экспертиза систем отопления и вентиляции объекта
Проведем экспертизу проектных решений систем отопления и вентиляции здания Центрального детского универмага «Дружный мир».
Таблица 3. Экспертиза проектных решений систем отопления и вентиляции
Что проверяется Предусмотрено в проекте Требуется по нормам Ссылка на нормы Вывод
Система отопления Осуществляется от ТЭЦ Теплоснабжение зданий может осуществляться: - от централизованного источника тепла (от тепловых сетей систем теплоснабжения населенного пункта); - от автономного источника тепла (в том числе крышной котельной); - от индивидуальных теплогенераторов систем поквартирного теплоснабжения. СНИП 41-01-2003 п.6.1.1., ППБ 101-89 Соответствует
Температура теплоносителя 80?С Температуру теплоносителя для систем отопления и теплоснабжения воздухонагревателей приточных установок, кондиционеров, воздушно-тепловых завес и др. (далее - системы внутреннего теплоснабжения) по условиям обеспечения пожарной безопасности зданий следует принимать не менее чем на 20°С ниже температуры самовоспламенения веществ, находящихся в помещении. СП 7.13130. 2009 п.5.1 Соответствует
Вид теплоносителя Вода Для систем внутреннего теплоснабжения в качестве теплоносителя следует применять, как правило, воду. СП 7.13130. 2009 п.5.4 Соответствует
Система вентиляции Приточно-вытяжная, естественная Вентиляцию с механическим побуждением (далее - механическая вентиляция) следует предусматривать: а) если метеорологические условия и чистота воздуха не могут быть обеспечены вентиляцией с естественным побуждением (далее - естественной вентиляцией); б) для помещений и зон без естественного проветривания. СНИП 41-01-2003, ППБ 101-89 Соответствует
Вывод: в результате проведения экспертизы проектных решений систем отопления и вентиляции нарушений требований пожарной безопасности не выявлено.
Экспертиза систем пожарной автоматики объекта
Проведена экспертиза систем пожарной автоматики объекта, результаты приведены в табл.4.
Таблица 4. Экспертиза систем пожарной автоматики объекта
Что проверяется Предусмотрено в проекте Требуется по нормам Ссылка на нормы Вывод
Системы автоматического пожаротушения Здание оборудовано спринклерная водяная система пожаротушения Здания предприятий торговли трехэтажные и более независимо от площади подлежат защите автоматической установкой пожаротушения НПБ 110-03 табл. 1 п.10.3, СП 5.13130.2009 прил.А табл.1А Соответствует
Система пожарной сигнализации Отсутствует Требуется автоматическая установка пожарной сигнализации НПБ 110-03 табл. 1 п.10.3 Не соответствует
Система оповещения Здание оборудовано системой оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре 3-го типа Система оповещения и управления эвакуации людей при пожаре четвертого типа СП 3.13130.2009 табл. 2 п.8 Не соответствует
Вывод: согласно проведенной экспертизы выявлены нарушения НПБ 110-03 табл.1 п. 10.3 и СП 3.13130.2009 табл. 2 п.8, а именно: - отсутствует автоматическая установка пожарной сигнализации;
- здание оборудовано системой оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре 3-го типа, а необходим 4-ый тип.
Экспертиза противопожарного водоснабжения объекта
Источники наружного противопожарного водоснабжения - это наружные водопроводные сети с пожарными гидрантами и водные объекты, используемые для целей пожаротушения [9]. Произведем экспертизу систем внутреннего и наружного противопожарного водопровода на предмет соответствия нормативным требованиям. Результат систематизируем в табл. 5.
Таблица 5. Экспертиза систем внутреннего и наружного противопожарного водопровода
Что проверяется Предусмотрено в проекте Требуется по нормам Ссылка на нормы Вывод
Расход гидрантов 6 ПГ: 14 л/с 10 л/с, 20 л/с,10 л/с,10 л/с, 10 л/с. 25 л/с СП 8.13130.2009 п.5.2 табл.2 Соответствует
Расположение гидрантов от стен здания На расстоянии более 30м от стен здания Не ближе 5 м от стен здания СНИП 2.04.02-84* Соответствует
Расположение гидрантов от края до дороги На расстоянии 1,5 м от края проезжей части Не более 2,5 м от края проезжей части СНИП 2.04.02-84* Соответствует
Расположение пожарных кранов На высоте 1,35 м над полом, расположен в специальном шкафчике На высоте 1,35 м над полом над полом и размещать в шкафчиках, имеющих отверстия для проветривания, СНИП 2.04.02-84* Соответствует приспособленных для их опломбирования и визуального осмотра без вскрытия
Вывод: в результате проведения экспертизы проектных решений систем внутреннего и наружного противопожарного водопровода нарушений норм пожарной безопасности не выявлено.
Экспертиза противопожарных разрывов и подъездов к зданию
Проведена экспертиза противопожарных разрывов и подъездов к зданию, результаты систематизированы в табл.6.
Таблица №6. Экспертиза противопожарных разрывов и подъездов к зданию
Что проверяется Предусмотрено в проекте Требуется по нормам Ссылка на нормы Вывод
Противопожарные разрывы Расстояние между объектом и соседними зданиями не менее 11 м Минимальное расстояние требуется принимать не менее 9м п.1 прил.1 СНИП 2.07.01-89* Соответствует
Подъезды к зданию Возможность проезда пожарных машин обеспечена, со стороны ул. Чкалова и ул. Красных Зорь, по асфальтированной дороге При проектировании проездов и пешеходных путей необходимо обеспечивать возможность проезда пожарных машин к жилым и общественным зданиям ППБ 01-03 п.23, п.2 прил.1 СНИП 2.07.01-89* Соответствует
Вывод: в результате проведения экспертизы противопожарных разрывов и подъездных путей нарушений норм пожарной безопасности не выявлено.
2. Определение уровня обеспечения пожарной безопасности людей в здании Центрального детского универмага «Детский мир»
В соответствии с [3] требуемый уровень обеспечения безопасности людей с помощью систем противопожарной защиты должен быть не менее 0,999999 вероятности предотвращения воздействия опасных факторов пожара в год в расчете на каждого человека. Допустимый уровень пожарной опасности для людей должен быть не более 10-6 вероятности воздействия опасных факторов пожара, превышающих предельно допустимые значения, в год в расчете на каждого человека.
2.1 Методика определения уровня пожарной безопасности в здании
Для определения уровня обеспечения пожарной безопасности в здании воспользуемся методикой предложенной в приложении 2 [3]. Ее сущность заключается в определении вероятности предотвращения воздействия (РВ) опасных факторов пожара (ОФП) для пожароопасной ситуации, при которой место возникновения пожара находится на первом этаже вблизи одного из эвакуационных выходов из здания.
Вероятность предотвращения воздействия ОФП (РВ) на людей в объекте вычисляют по формуле (2.1):
(2.1) где QB - расчетная вероятность воздействия ОФП на отдельного человека в год.
Уровень обеспечения безопасности людей при пожарах отвечает требуемому, если:
(2.2) где QBH - допустимая вероятность воздействия ОФП на отдельного человека в год.
Допустимую вероятность QBH принимают равной 0,000001.
Вероятность (QB) вычисляют для людей в каждом здании (помещении) по формуле (2.3):
(2.3) где QП - вероятность пожара в здании в год, равная 0,0203 [20];
РЭ - вероятность эвакуации людей;
РП.З - вероятность эффективной работы технических решений противопожарной защиты.
Вероятность эвакуации (РЭ) вычисляют по формуле (2.4):
(2.4) где РЭ.П - вероятность эвакуации по эвакуационным путям;
РД.В - вероятность эвакуации по наружным эвакуационным лестницам, переходам в смежные секции здания.
Вероятность (Рэ.п) вычисляют по формулам (2.5):
(2.5)
где тбл - время от начала пожара до блокирования эвакуационных путей в результате распространения на них ОФП, имеющих предельно допустимые для людей значения, мин;
тр - расчетное время эвакуации людей, мин;
тн.э - интервал времени от возникновения пожара до начала эвакуации людей, мин.
Расчетное время эвакуации людей из помещений и зданий устанавливается по расчету времени движения одного или нескольких людских потоков через эвакуационные выходы от наиболее удаленных мест размещения людей.
При расчете весь путь движения людского потока подразделяется на участки (проход, коридор, дверной проем, лестничный марш, тамбур) длиной li и шириной di.
При определении расчетного времени длина и ширина каждого участка пути эвакуации принимаются по проекту. Длина пути по лестничным маршам, а также по пандусам измеряется по длине марша. Длина пути в дверном проеме принимается равной нулю. Проем, расположенный в стене толщиной более 0,7 м, а также тамбур следует считать самостоятельным участком горизонтального пути, имеющим конечную длину li.
Расчетное время эвакуации людей (тр) следует определять как сумму времени движения людского потока по отдельным участкам пути ti по формуле (2.6):
(2.6) где t1 - время движения людского потока на первом (начальном) участке, мин;
t2, t3,..., ti - время движения людского потока на каждом из следующих после первого участка пути мин.
Время движения людского потока по первому участку пути (t1), мин, вычисляют по формуле (2.7):
(2.7) где l1 - длина первого участка пути, м;
v1, - значение скорости движения людского потока по горизонтальному пути на первом участке, определяется по табл. 2 [3] в зависимости от плотности D.
Плотность людского потока (D1) на первом участке пути, м2/м2, вычисляют по формуле (2.8):
(2.8) где N1 - число людей на первом участке, чел.;
f - средняя площадь горизонтальной проекции человека, принимаемая равной: - взрослого в домашней одежде - 0,1 м2;
- взрослого в зимней одежде - 0,125 м2;
- подростка - 0,07 м2;
d1, - ширина первого участка пути, м.
Скорость v1 движения людского потока на участках пути, следующих после первого, принимается по табл. 2 [3] в зависимости от значения интенсивности движения людского потока по каждому из этих участков пути, которое вычисляют для всех участков пути, в том числе и для дверных проемов, по формуле (2.9):
(2.9) где di, di-1 - ширина рассматриваемого i-го и предшествующего ему участка пути, м;
qi, qi-1 - значения интенсивности движения людского потока по рассматриваемому i-му и предшествующему участкам пути, м/мин.
Если значение qi, определяемое по формуле (2.9), меньше или равно значению qmax, то время движения по участку пути (ti) в минуту:
(2.10) при этом значения qmax следует принимать равными, м/мин: - для горизонтальных путей - 16,5;
- для дверных проемов - 19,6;
- для лестницы вниз - 16;
- для лестницы вверх - 11.
Если значение qi, определенное по формуле (2.9), больше qmax, то интенсивность и скорость движения людского потока по участку пути i определяют по табл. 2 [3] при значении D=0,9 и более. При этом должно учитываться время задержки движения людей изза образовавшегося скопления.
При слиянии в начале участка i двух и более людских потоков (рис. 1) интенсивность движения (qi,), м/мин, вычисляют по формуле (2.11):
(2.11)
где qi-1- интенсивность движения людских потоков, сливающихся в начале участка i, м/мин. di-1 - ширина участков пути слияния, м;
di - ширина рассматриваемого участка пути, м.
Рисунок 1. Слияние людских потоков
Время тбл вычисляют путем расчета значений допустимой концентрации дыма и других ОФП на эвакуационных путях в различные моменты времени. Допускается время тбл принимать равным необходимому времени эвакуации тнб.
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.
2.2 Определение расчетного времени эвакуации людей из здания
Анализируя планировку здания, можно сделать предположение, что время эвакуации из здания целиком будет определяться временем эвакуации людей из наиболее удаленной точки с самого верхнего, пятого этажа здания Согласно методике, весь путь эвакуации разобьем на отдельные расчетные участки. При определении границ участков на пути движения к эвакуационному выходу исходим из того, что в пределах расчетного участка не должна изменяться ширина пути и не должно быть слияния потоков. При таких условиях принимаем интенсивность и скорость движения постоянными по длине участка.
Количество участков, их геометрические параметры и количество людей на них приведены в табл. 7. Схема расположения участков путей эвакуации приведена в прил.1.
Таблица 7. Параметры участков пути эвакуации
Наименование участка, номер п.п. Геометрические параметры длина (L), м ширина (d), м (N). чел.
Участок 1 18 1,9 32
Участок 2 1 1,9 32
Участок 3 2,3 1,4 32
Участок 4 3,5 2,8 32
Участок 5 3,5 2,8 32
Участок 6 3,5 2,8 32
Участок 7 3,5 2,8 32
Участок 8 3,5 2,8 32
Участок 9 3,5 2,8 32
Участок 10 3,5 2,8 32
Участок 11 3,5 2,8 32
Участок 12 3,5 2,8 32
Участок 13 3,5 2,8 32
Участок 14 2,0 2,8 32
Участок 1 (начальный, горизонтальный путь)
N1 = 32 человека;
f = 0,125 м2 (взрослый человек в зимней одежде);
Используя метод линейной интерполяции и данные табл. 2 приложения 2 [7] при такой плотности потока v и q будут составлять: v1=78 м/мин;
q1=8,4 м/мин.
Согласно формуле (2.7) время движения потока на этом участке будет:
Участок 2 (горизонтальный путь)
Согласно методике скорость движения людского потока на участках пути, следующих после первого, принимается по табл. 2 [3] в зависимости от значения интенсивности движения людского потока по каждому из этих участков пути, которое вычисляют для всех участков пути, в том числе и для дверных проемов, по формуле:
Так как , то используя метод линейной интерполяции и данные табл. 2 приложения 2 [3] при такой интенсивности движения людского потока v будет составлять: V2=78 м/мин.
Согласно формуле (2.10) время движения потока на этом участке будет:
Участок 3 (горизонтальный путь)
Так как , то используя метод линейной интерполяции и данные табл. 2 приложения 2 [3] при такой интенсивности движения людского потока v будет составлять: V3=95 м/мин.
Согласно формуле (3.10) время движения потока на этом участке будет:
Участок 4 (лестница вниз)
Так как , то используя метод линейной интерполяции и данные табл. 2 приложения 2 [3] при такой интенсивности движения людского потока v будет составлять: v4=100 м/мин.
Согласно формуле (2.10) время движения потока на этом участке будет:
Участок 5 (лестница вниз)
Так как , то используя метод линейной интерполяции и данные табл. 2 приложения 2 [3] при такой интенсивности движения людского потока v будет составлять: V5=100 м/мин.
Согласно формуле (2.10) время движения потока на этом участке будет:
Участок 6 (лестница вниз)
Аналогично пятому участку время движения людей по участкам 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 будет равно 0,035 мин.
Участок 14 (горизонтальный путь)
Так как , то используя метод линейной интерполяции и данные табл. 2 приложения 2 [3] при такой интенсивности движения людского потока v будет составлять: v14=100 м/мин.
Согласно формуле (2.10) время движения потока на этом участке будет:
Определение общего времени эвакуации из здания в целом
Согласно формуле (2.6) расчетное время эвакуации из здания управления Центрального детского универмага «Дружный мир» будет равно: тр=t1 t2 t3 t4 9xt5 t14=0,60 0,012 0,024 9х0,035 0,02=1,006 мин.
2.3 Определение необходимого времени эвакуации людей из здания
Необходимое время эвакуации из здания управления (тнб) в соответствии с [3] определяется как произведение критического для человека времени по продолжительности пожара, когда на него начинают влиять опасные факторы пожара (ОФП) и коэффициента безопасности (0,8):
(2.14)
Расчет тнб производится для наиболее опасного варианта развития пожара, характеризующегося наибольшим темпом нарастания ОФП в одном из помещений первого этажа, находящегося вблизи центрального эвакуационного выхода. Необходимо рассчитать значения критической продолжительности пожара (ткр) по условию достижения каждым из ОФП предельно допустимых значений в зоне пребывания людей (рабочей зоне). Наиболее опасным сценарием развития событий является эвакуация людей с пятого этажа здания через лестничную клетку. В соответствии с пунктом 2.5 [7] 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, то есть на уровне пятого этажа.
Из полученных в результате расчетов значений критической продолжительности пожара выбирается минимальное в соответствии с условием: . (2.15)
Расчет времени наступления критических условий ОФП осуществляется: - по повышенной температуре
(2.16)
- по потере видимости
(2.17)
- по пониженному содержанию кислорода
(2.18)
- по каждому из газообразных токсичных продуктов горения
(2.19) где: t0 - начальная температура воздуха в помещении. Примем t0= 220 С;
n - показатель степени, учитывающий изменение массы выгорающего материала во времени. Для кругового распространения пожара n=3;
А - размерный параметр, учитывающий удельную массовую скорость выгорания горючего материала и площадь пожара, кг*с-n. Для кругового распространения пожара А вычисляется по формуле: А = 1,05 ?F ?2, n=3; (2.20) где: ? - удельная массовая скорость выгорания. В качестве основной пожарной нагрузки принимается деревянная мебель и ткань (одежда, игрушки), следовательно, ? по справочным данным принимаем равной 0,00145 кг/С3;
? - линейная скорость распространения пламени по поверхности горящего вещества. В соответствии с табл. 7 [19] линейная скорость распространения пламени по поверхности при влажности 8-12% составляет 0,0108 м/с.
В - размерный комплекс, зависящий от теплоты сгорания материала и свободного объема помещений, кг:
(2.21)
где: Q- низшая теплота сгорания материалов. В соответствии с табл. 7[19] Q= 14,7 МДЖ/кг;
Cr - удельная изобарная теплоемкость дымового газа. Согласно справочным данным Cr при температуре 1000С составляет 0,001068 МДЖ/кг;
? - коэффициент полноты горения. По справочным данным принимаем ? для древесины при влажности 10% равной 0,97;
Vc - свободный объем помещения. Свободный объем помещения соответствует разности между геометрическим объемом и объемом оборудования или предметов, находящихся внутри. Если рассчитать свободный объем невозможно, допускается принимать его равным 80% геометрического объема. В здании Центрального детского универмага «Дружный мир» свободный объем лестничной клетки составит 255м3. ? - средний коэффициент теплопотерь. Допускается при отсутствии данных принимать ?=0,3;
Lnp - предельная дальность видимости в дыму. При отсутствии специальных требований значение данного параметра принимается равным 20 м;
Dm - дымообразующая способность г
Вывод
В выпускной квалификационной работе была проведена экспертиза соответствия требованиям пожарной безопасности здания Центрального детского универмага «Дружный мир». Статистические данные о пожарах в зданиях, помещениях и предприятиях торговли подтверждают актуальность данной работы.
В результате экспертизы объемно-планировочных, конструктивных и инженерно-технических решений в области пожарной безопасности здания были выявлены нарушения требований нормативных документов, которые обязательны к устранению. Проведенные расчеты времени эвакуации людей из здания, а также времени наступления критических значений опасных факторов пожара подтвердили необходимость применения дополнительных мероприятий противопожарной защиты здания в целях снижения величины индивидуального пожарного риска.
В качестве основных решений данной проблемы в выпускной квалификационной работе было предложено: - установить автоматическую сигнализацию;
- внедрить систему оповещения и эвакуации людей при пожаре;
- установить автоматическую систему пожаротушения для пристраиваемой части здания.
Выполнены расчеты необходимые для обеспечения пожарной безопасности объекта.
Была проведена оценка экономической эффективности предлагаемых инженерных решений, которая показала, что внедрение данных систем будет экономически целесообразно.
Также в выпускной квалификационной работе была решена тактическая задача по тушению возможного пожара.
Список литературы
1 ФЗ РФ от 22.07.2008 №123 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»
2 ФЗ РФ от 21.12.1994 №69 «О пожарной безопасности»
4 Постановление Правительства РФ от 25 апреля 2012 г. N 390 "О противопожарном режиме"
5 СП 1.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Эвакуационные пути и выходы»
6 СП 2.13130.2012 «Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты»
7 СП 3.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре. Требования пожарной безопасности»
8 СП 5.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования»
9 СП 6.13130.2016 «Системы противопожарной защиты. Электрооборудование. Требования пожарной безопасности»
10 СП 7.13130.2016 «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Противопожарные требования»
11 СП 8.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Источники наружного водоснабжения. Требования пожарной безопасности»
12 СП 10.13130.2009 «Системы противопожарной защиты. Внутренний противопожарный водопровод. Требования пожарной безопасности»
13 НПБ 76-98 «Извещатели пожарные. Общие требования. Методы испытаний»
14 НПБ 110-2003 «Перечень зданий, сооружений, помещений и оборудования, продлежащих защите автоматическими установками пожаротушения и автоматической пожарной сигнализацией»
15 СНИП 2.08.02-89 «Общественные здания и сооружения. Этажность общественных зданий. Степень огнестойкости зданий и их элементов»
16 СНИП 21.01-97 «Пожарная безопасность общественных зданий и сооружений»
17 РД 78.36-002-99 «Технические средства систем безопасности объектов. Обозначения условные графические элементов систем»
18 Теребнев В.В. Справочник руководителя тушения пожара. Тактические возможности пожарных подразделений. - М.: Пожкнига, 2004. - 248 с.
19 Храпский С.Ф. Расчет необходимого времен эвакуации людей из помещения при пожаре: Метод. Указания к самостоят. Работе. - Омск; ОМГТУ, 2012.-48 с.
20 Сайт http://fire-consult.ru
21 Официальный сайт МЧС РФ http://mchs.gov.ru
22 Официальлный сайт компании ЗАО НВП «Болид» http://bolid.ru
23 Официальный сайт компании производителя и дистрибьютора устройств пожарной сигнализации «Рубеж» http://td.rubezh.ru
24 Сайт компании поставщика оборудования охранно-пожарной сигнализации (ОПС), систем контроля и управления доступом (СКУД), систем охранного телевидения (СОТ), систем оповещения и управления эвакуацией (СОУЭ), средств пожаротушения, взрывозащищенного оборудования ООО «Тинко» http://tinko.ru
25 Официальный сайт компании производителя цифровых систем оповещения «Inter-M» http://interm.ru
26 Официальный сайт группы компаний «Арстел» поставщика продукции в области систем безопасности и телекоммуникаций http://arstel.com