Ограничение пожаров отсеками

Планирование строительства и участка

Инженерно-технические работы по пожарной безопасности следует начинать на ранней стадии проектирования, поскольку требования пожарной безопасности существенно влияют на планировку и конструкцию здания. Таким образом, проектировщик может гораздо лучше и экономичнее включить в здание функции пожарной безопасности. Общий подход включает рассмотрение как внутренних функций и планировки здания, так и внешнего планирования территории. Требования предписывающего кода все больше и больше заменяются функционально обоснованными требованиями, а это означает повышенный спрос на специалистов в этой области. Поэтому с самого начала строительного проекта проектировщик здания должен связаться с экспертами по пожарной безопасности, чтобы разъяснить следующие действия:

• описать проблему пожара, специфичную для здания

• описать различные альтернативы для получения требуемого уровня пожарной безопасности

• проанализировать выбор системы с точки зрения технических решений и экономичности

• создать предпосылки для выбора технически оптимизированной системы.

Архитектор должен использовать данное место при проектировании здания и адаптировать функциональные и инженерные соображения к конкретным условиям места, которые присутствуют. Аналогичным образом архитектор должен учитывать особенности участка при принятии решений по противопожарной защите. Конкретный набор характеристик площадки может существенно повлиять на тип активной и пассивной защиты, предложенный консультантом по пожарной безопасности. В конструктивных особенностях следует учитывать имеющиеся местные средства пожаротушения и время, необходимое для достижения здания. От пожарной службы нельзя и не следует ожидать полной защиты жильцов здания и имущества; ему должна помогать как активная, так и пассивная противопожарная защита здания, чтобы обеспечить разумную безопасность от воздействия огня. Вкратце, операции можно разделить на спасательные операции, тушение пожаров и консервацию имущества. Первоочередной задачей любой операции по тушению пожара является обеспечение того, чтобы все люди покинули здание до того, как возникнут критические условия.

Структурный проект на основе классификации или расчета

Хорошо зарекомендовавшим себя способом систематизации требований к противопожарной защите и пожарной безопасности зданий является их классификация по типам конструкции на основе материалов, используемых для конструктивных элементов, и степени огнестойкости, обеспечиваемой каждым элементом. Классификация может основываться на печных испытаниях в соответствии с ISO 834 (воздействие огня характеризуется стандартной кривой зависимости температуры от времени), на сочетании испытаний и расчетов или расчетным путем. Эти процедуры определяют стандартную огнестойкость (способность выполнять требуемые функции в течение 30, 60, 90 минут и т. д.) несущего и/или разделительного элемента конструкции. Классификация (особенно основанная на испытаниях) является упрощенным и консервативным методом и все больше заменяется функционально обоснованными расчетными методами, учитывающими влияние полностью развившихся природных пожаров. Однако всегда будут необходимы огневые испытания, но их можно спроектировать более оптимальным образом и совместить с компьютерным моделированием. В этой процедуре количество тестов может быть значительно сокращено. Обычно в методиках огневых испытаний несущие элементы конструкции нагружаются до 100 % расчетной нагрузки, но в реальных условиях коэффициент использования нагрузки чаще всего меньше. Критерии приемки специфичны для испытанной конструкции или элемента. Стандартная огнестойкость - это измеренное время, в течение которого элемент может выдерживать огонь без разрушения.

Оптимальное противопожарное проектирование, сбалансированное с ожидаемой интенсивностью пожара, является целью требований к конструкции и противопожарной защите в современных нормах, основанных на характеристиках. Они открыли путь к противопожарному проектированию расчетным путем с прогнозированием температурного и структурного воздействия из-за полного процесса пожара (рассматривается нагрев и последующее охлаждение) в помещении. Расчеты на основе природных пожаров означают, что конструктивные элементы (важные для устойчивости здания) и вся конструкция не должны разрушаться в течение всего процесса пожара, включая остывание.

Комплексные исследования проводились в течение последних 30 лет. Были разработаны различные компьютерные модели. В этих моделях используются фундаментальные исследования механических и термических свойств материалов при повышенных температурах. Некоторые компьютерные модели проверяются на большом количестве экспериментальных данных, и получается хорошее предсказание поведения конструкции при пожаре.

Отсек

Противопожарным отсеком называется пространство внутри здания, простирающееся на один или несколько этажей и огражденное разделительными элементами таким образом, чтобы предотвратить распространение огня за пределы отсека во время соответствующего пожарного воздействия. Разделение важно для предотвращения распространения огня на слишком большие пространства или на все здание. Люди и имущество за пределами противопожарного отсека могут быть защищены за счет того, что огонь гаснет или выгорает сам по себе, или за счет сдерживающего действия разделяющих элементов на распространение огня и дыма до тех пор, пока люди не будут эвакуированы в безопасное место.

Огнестойкость, необходимая для отсека, зависит от его предполагаемого назначения и ожидаемого пожара. Либо разделительные элементы, окружающие отсек, должны противостоять максимальному ожидаемому пожару, либо сдерживать огонь до тех пор, пока люди не будут эвакуированы. Несущие элементы в отсеке всегда должны выдерживать полный процесс пожара или классифицироваться по определенному сопротивлению, измеряемому периодами времени, которые равны или превышают требования, предъявляемые к разделяющим элементам.

Структурная целостность во время пожара

Требованием сохранения целостности конструкции во время пожара является предотвращение обрушения конструкции и способность разделяющих элементов предотвращать воспламенение и распространение пламени в соседние помещения. Существуют различные подходы к обеспечению огнестойкости конструкции. Это классификации, основанные на стандартных испытаниях на огнестойкость, как в ISO 834, комбинации испытаний и расчетов или исключительно расчетов и компьютерных прогнозов процедур, основанных на характеристиках, основанных на реальном воздействии огня.

Внутренняя отделка

Внутренняя отделка – это материал, который формирует открытые внутренние поверхности стен, потолков и пола. Существует множество видов материалов внутренней отделки, таких как гипс, гипс, дерево и пластик. Они выполняют несколько функций. Некоторые функции внутреннего материала - акустические и изоляционные, а также защитные от износа и истирания.

Внутренняя отделка связана с огнем четырьмя различными способами. Это может повлиять на скорость распространения огня до состояния вспышки, способствовать распространению огня за счет распространения пламени, увеличить выделение тепла за счет добавления топлива и произвести дым и токсичные газы. Материалы, которые демонстрируют высокую скорость распространения пламени, подпитывают огонь или выделяют опасные количества дыма и токсичных газов, нежелательны.

Движение дыма

При пожарах в зданиях дым часто перемещается в места, удаленные от места пожара. Лестничные клетки и лифтовые шахты могут задымиться, что затруднит эвакуацию и затруднит тушение пожара. Сегодня дым признан главным убийцей при пожаре (см. рис. 1).

Рисунок 1. Образование дыма от пожара.

Движущие силы движения дыма включают в себя естественный дымовой эффект, плавучесть дымовых газов, эффект ветра, вентиляционные системы с приводом от вентилятора и эффект поршня лифта.

Когда на улице холодно, в шахтах зданий происходит восходящее движение воздуха. Воздух в здании обладает выталкивающей силой, потому что он теплее и, следовательно, менее плотный, чем наружный воздух. Выталкивающая сила заставляет воздух подниматься в шахтах здания. Это явление известно как эффект стека. Разница давлений из шахты наружу, вызывающая движение дыма, показана ниже:

в котором

_{= перепад давления от вала наружу}

g = ускорение свободного падения

= абсолютное атмосферное давление

R = газовая постоянная воздуха

_{= абсолютная температура наружного воздуха}

= абсолютная температура воздуха внутри шахты

z = высота

Высокотемпературный дым от пожара обладает выталкивающей силой из-за пониженной плотности. Уравнение плавучести дымовых газов аналогично уравнению дымового эффекта.

Помимо плавучести, энергия, выделяемая при пожаре, может вызывать движение дыма за счет расширения. В противопожарный отсек будет поступать воздух, и горячий дым будет распространяться по отсеку. Пренебрегая добавленной массой топлива, соотношение объемных потоков можно просто выразить как отношение абсолютной температуры.

Ветер оказывает сильное влияние на движение дыма. Не следует пренебрегать эффектом элеваторного поршня. Когда кабина лифта движется в шахте, возникают переходные давления.

Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) переносят дым во время пожаров в зданиях. Когда пожар начинается в незанятой части здания, система HVAC может переносить дым в другое занятое помещение. Система HVAC должна быть спроектирована таким образом, чтобы либо вентиляторы отключались, либо система переходила в режим работы в специальном режиме контроля дыма.

Движением дыма можно управлять с помощью одного или нескольких из следующих механизмов: разделение, разбавление, поток воздуха, повышение давления или плавучесть.

Эвакуация жильцов

Дизайн выхода

Проект выхода должен основываться на оценке общей системы противопожарной защиты здания (см. рис. 2).

Рисунок 2. Принципы безопасности выхода.

На людей, эвакуирующихся из горящего здания, влияет ряд впечатлений во время побега. Пассажиры должны принять несколько решений во время побега, чтобы сделать правильный выбор в каждой ситуации. Эти реакции могут сильно различаться в зависимости от физических и умственных способностей и условий проживания в здании.

Здание также будет влиять на решения, принимаемые жильцами, своими путями эвакуации, указателями и другими установленными системами безопасности. Распространение огня и дыма окажет самое сильное влияние на то, как жильцы будут принимать свои решения. Дым ограничит видимость в здании и создаст неблагоприятные условия для эвакуации людей. Излучение от огня и пламени создает большие пространства, которые нельзя использовать для эвакуации, что увеличивает риск.

При проектировании путей эвакуации в первую очередь необходимо знать реакцию людей на пожар. Необходимо понимать закономерности движения людей.

Три стадии времени эвакуации: время уведомления, время реакции и время эвакуации. Время оповещения зависит от того, есть ли в здании система пожарной сигнализации, может ли жилец понять ситуацию или то, как здание разделено на отсеки. Время реакции зависит от способности жильцов принимать решения, свойств огня (таких как количество тепла и дыма) и того, как спланирована система эвакуации из здания. Наконец, время эвакуации зависит от того, где в здании образуется скопление людей и как люди передвигаются в различных ситуациях.

Например, в конкретных зданиях с мобильными обитателями исследования показали определенные воспроизводимые характеристики потока от людей, выходящих из зданий. Эти предсказуемые характеристики потока способствовали компьютерному моделированию и моделированию, чтобы помочь процессу проектирования выхода.

Расстояние эвакуации связано с пожароопасностью содержимого. Чем выше опасность, тем короче расстояние до выхода.

Для безопасного выхода из здания требуется безопасный путь эвакуации из зоны пожара. Следовательно, должен быть ряд должным образом спроектированных средств эвакуации с достаточной пропускной способностью. Должен быть как минимум один альтернативный путь эвакуации, учитывая, что огонь, дым, характеристики людей и т. д. могут препятствовать использованию одного из путей эвакуации. Пути эвакуации должны быть защищены от огня, тепла и дыма во время эвакуации. Таким образом, необходимо иметь строительные нормы, которые учитывают пассивную защиту, эвакуацию и, конечно же, противопожарную защиту. Здание должно справляться с критическими ситуациями, указанными в правилах эвакуации. Например, в строительных нормах Швеции слой дыма не должен опускаться ниже

1.6 + 0.1H (H — общая высота отсека), максимальное излучение 10 кВт/м² кратковременно, а температура воздуха для дыхания не должна превышать 80 °С.

Эффективная эвакуация может иметь место, если пожар обнаружен на ранней стадии, а жильцы своевременно предупреждены с помощью системы обнаружения и сигнализации. Надлежащая маркировка путей выхода, несомненно, облегчит эвакуацию. Также существует потребность в организации и отработке процедур эвакуации.

Поведение человека во время пожара

То, как человек реагирует во время пожара, связано с принятой ролью, предыдущим опытом, образованием и личностью; предполагаемая угроза возникновения пожара; физические характеристики и средства эвакуации, имеющиеся внутри сооружения; и действия других, которые делятся опытом. Подробные интервью и исследования, проводившиеся более 30 лет, установили, что случаи неадаптивного или панического поведения являются редкими событиями, происходящими в определенных условиях. Большая часть поведения при пожаре определяется анализом информации, что приводит к совместным и альтруистическим действиям.

Установлено, что человеческое поведение проходит через ряд определенных стадий с возможностью перехода от одной стадии к другой различными путями. Подводя итоги, можно сказать, что пожар состоит из трех основных стадий:

1. Человек получает первоначальные сигналы и исследует или неверно истолковывает эти начальные сигналы.
2. Как только пожар станет очевидным, человек попытается получить дополнительную информацию, связаться с другими или уйти.
3. После этого человек будет иметь дело с огнем, взаимодействовать с другими или сбежать.

Важным фактором является предпожарная активность. Если человек занимается хорошо известным делом, например, обедает в ресторане, последствия для последующего поведения значительны.

Прием сигнала может быть функцией предпожарной активности. Существует тенденция к гендерным различиям, при этом самки чаще воспринимают шумы и запахи, хотя эффект незначителен. Существуют ролевые различия в первоначальных реакциях на реплику. При домашних пожарах, если самка получает сигнал и исследует ситуацию, самец, получив указание, скорее всего, «посмотрит» и задержит дальнейшие действия. В более крупных заведениях сигналом может быть предупреждение о тревоге. Информация может исходить от других, и было обнаружено, что она неадекватна для эффективного поведения.

Люди могли или не могли понять, что есть пожар. Понимание их поведения должно учитывать, правильно ли они определили свою ситуацию.

Когда пожар определен, наступает этап «подготовки». Конкретный тип занятости, вероятно, будет иметь большое влияние на то, как именно развивается эта стадия. Стадия «подготовка» включает в себя в хронологическом порядке «инструктаж», «исследование» и «выведение».

Стадия «действия», которая является заключительной стадией, зависит от роли, занятости, предшествующего поведения и опыта. Возможна ранняя эвакуация или эффективное тушение пожара.

Строительные транспортные системы

Транспортные системы здания должны учитываться на этапе проектирования и должны быть интегрированы со всей системой противопожарной защиты здания. Опасности, связанные с этими системами, должны быть учтены при любом предварительном планировании и проверке противопожарной защиты.

Строительные транспортные системы, такие как лифты и эскалаторы, позволяют возводить высотные здания. Шахты лифтов могут способствовать распространению дыма и огня. С другой стороны, лифт является необходимым средством при тушении пожаров в высотных зданиях.

Транспортные системы могут создавать опасные и сложные проблемы пожарной безопасности, потому что закрытая шахта лифта действует как дымоход или дымоход из-за дымового эффекта горячего дыма и газов от огня. Обычно это приводит к перемещению дыма и продуктов горения с нижних этажей здания на верхние.

Высотные здания представляют новые и различные проблемы для сил пожаротушения, включая использование лифтов во время чрезвычайных ситуаций. Лифты небезопасны при пожаре по нескольким причинам:

1. Люди могут нажать кнопку в коридоре и ждать лифта, который может никогда не ответить, теряя драгоценное время для побега.
2. Лифты не отдают приоритет вызовам из машин и коридоров, и один из вызовов может быть на пожарном этаже.
3. Лифты не могут запуститься, пока двери лифта и шахты не будут закрыты, и паника может привести к переполнению лифта и блокировке дверей, что не позволит закрыться.
4. Питание может выйти из строя во время пожара в любое время, что приведет к захвату. (См. рис. 3)

Рис. 3. Пример пиктографического предупреждающего сообщения об использовании лифта.

Противопожарные учения и обучение пассажиров

Правильная маркировка путей эвакуации облегчает эвакуацию, но не обеспечивает безопасность жизни при пожаре. Учения по выходу необходимы для организованного побега. Они особенно необходимы в школах, интернатах и ​​учреждениях по уходу, а также на производствах с повышенной опасностью. Тренировки сотрудников требуются, например, в отелях и крупных предприятиях. Следует проводить учения по выходу, чтобы избежать путаницы и обеспечить эвакуацию всех находящихся в помещении людей.

Все сотрудники должны быть назначены для проверки доступности, подсчета людей, когда они находятся за пределами зоны пожара, для поиска отставших и контроля повторного входа. Они также должны распознавать сигнал эвакуации и знать маршрут выхода, по которому они должны следовать. Должны быть установлены основные и альтернативные маршруты, и все сотрудники должны быть обучены использованию любого маршрута. После каждого выездного учения должно проводиться совещание ответственных руководителей для оценки успеха учения и решения любых проблем, которые могли возникнуть.

Назад