Оценка огнестойкости несущих конструкций в строящемся конно-спортивном комплексе п. Верхнее Дуброво Свердловской области

/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

'Уральский федеральный университет

имени первого Президента России Б.Н. Ельцина'

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Оценка огнестойкости несущих конструкций в строящемся конно-спортивном комплексе п. Верхнее Дуброво Свердловской области

Екатеринбург

2015

Реферат

Пояснительная записка дипломного проекта содержит 122 листов, 34 таблицы, 7 рисунков, 7 приложений, 39 использованных источника литературы. Графическая часть дипломного проекта содержит 2 чертежа формата А2.

Демонстрационные материалы представлены в виде презентации PowerPoint на слайдах.

Ключевые слова: ОГНЕСТОЙКОСТЬ, НЕСУЩИЕ КОНСТРУКЦИИ.

Целью дипломного проекта является оценка соответствия огнестойкости несущих конструкций в строящемся здании конно-спортивного комплекса в поселке Верхнее Дуброво Свердловской области, а так же разработка инженерно-технических решений и мероприятий для приведения здания к существующим нормам пожарной безопасности.

В дипломном проекте представлен анализ существующих методов оценки огнестойкости несущих конструкций, осуществлена оценка соответствия принятых объемно-планировочных решений, разработаны инженерно-технические решения и мероприятия для приведения здания к существующим нормам пожарной безопасности. В ходе работы был разработан рабочий проект огнезащиты несущих конструкций строящегося здания, определены: расчетное значение пожарного риски, время эвакуации, требуемый расход на наружное водоснабжение. Итогом проекта являются оценка огнестойкости несущих конструкций здания, оценка соответствия объекта установленным требованиям пожарной безопасности в целом, разработка предложений и рекомендаций по приведению здания конно-спортивного комплекса в п. Верхнее Дуброво к существующим нормам пожарной безопасности.

Кроме того, в пояснительной записке рассмотрены экологический и экономический аспекты проблемы.

Поставленные задачи решались методом анализа, расчета и работы с документами, материалами, литературными источниками.

Принятые аббревиатуры и сокращения

БЖД - безопасность жизнедеятельности;

ГОСТ - государственный стандарт;

ГПС МЧС России - Государственная противопожарная служба Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий;

ДВП - древесноволокнистая плита;

ЕС - единая система вычислительных машин;

МБОР - материал базальтовый огнезащитный рулонный;

МЧС России - Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий;

МДС - методическая документация в строительстве;

НПВ - наружний противопожарный водопровод;

ОФП - опасные факторы пожара;

ПВХ - поливинилхлорид;

ППР - Правила противопожарного режима;

ППУ - пенополиуретан;

РСК - ручной комбинированный ствол;

РТП - расчет тушения пожаров;

СНиП -Строительные нормы и правила;

СП - строительные правила;

ФГУ ВНИИПО МЧС - федеральное государственное учреждение 'Всероссийский ордена 'Знак Почёта' научно-исследовательский институт противопожарной обороны' МЧС России.

Содержание

Введение

1. Оценка огнестойкости несущих конструкций зданий и сооружений

1.1 Термины и определения

1.2 Основные нормативные требования пожарной безопасности для зданий и сооружений

1.3 Методы определения огнестойкости несущих конструкций здания

1.4 Методы повышения огнестойкости строительных конструкций

1.5 Порядок проектирования огнезащиты несущих строительных конструкций

2. Оценка соответствия огнестойкости несущих конструкций здания конно-спортивного комплекса

2.1 Приведение в соответствие нормам пожарной безопасности здания конно-спортивного комплекса

2.2 Специальные технические условия огнезащиты конно-спортивного комплекса

3. Экологическое влияние выбранных состав и способов огнезащиты конно-спортивного комплекса

4. Охрана труда на объекте

5. Технко-экономическое сравнение вариантов

Заключение

Список используемой литературы

Приложения

пожарный безопасность конный огнезащита

Введение

Пожары являются одной из самых разрушительных катастроф, которые преследуют человечество на всех этапах его развития. Все возрастающие частота и интенсивность пожаров, увеличивающиеся материальные потери, причиняемые ими гибель и травмы людей, вынуждают искать новые формы предотвращения трагических последствий этого бедствия.

Реальность жизни такова, что в результате пожаров погибают тысячи людей, а материальный ущерб измеряется десятками миллиардов рублей.

В настоящее время в России состояние дел в области пожарной безопасности вызывает серьезные опасения. Согласно данным статистики, в 2014 году произошло 152638 пожаров, на которых погибло 10183 человек. На пожарах получили травмы 11043 человек. В среднем, ежедневно в Российской Федерации происходило 419 пожаров, при которых погибло 29 человек и 31 человек получили травмы, огнем уничтожено 114 строений, повреждены 253 строения. Ежедневный материальный ущерб составил 45,3 миллиона рублей.

В целях снижения уровня риска для жизни и здоровья людей, а также для уменьшения ущерба от опасных проявлений пожаров, государством разрабатываются законы, нормативные документы, регулирующие выполнение требований пожарной безопасности. Приоритетностью Федеральных законов, сводов правил и других нормативно-технических документов по обеспечению пожарной безопасности в строительстве являются:

- первостепенность требований, направленных на обеспечение безопасности людей при пожаре;

- установление требований в области пожарной безопасности для зданий и сооружений, направленных на ограничение распространения возможных пожаров и снижение возможного ущерба;

-применимость противопожарных требований к зданиям и сооружениям на стадиях проектирования, строительства и эксплуатации, включая реконструкцию, ремонт и изменение функционального назначения.

При строительстве сооружений промышленного, общественного и жилого назначения в проекте всегда оговаривается степень огнестойкости объекта, которая предусматривает проведение целого комплекса противопожарных мероприятий согласно требованиям строительных норм в области пожарной безопасности.

Ни одно противопожарное мероприятие не даст положительного эффекта, если при пожаре не будет гарантирована соответствующая защита несущей системы здания от обрушения, которая обеспечивается огнестойкостью строительных конструкций.

Теоретическая часть огнестойкости строительных конструкций, как составная общей теории сопротивления зданий и сооружений, объединяет в одном направлении специальные знания из области термодинамики, теории теплопереноса и массопереноса, строительной механики, теории конструктивной безопасности и живучести несущих систем, силового и средового сопротивления материалов к разрушению и деформированию, теории надёжности, теории вероятности, а также ряда других областей строительной науки.

Целью настоящего дипломного проекта является оценка соответствия огнестойкости несущих конструкций в строящемся здании конно-спортивного комплекса в поселке Верхнее Дуброво Свердловской области, оценка принятых объемно-планировочных решений требованиям пожарной безопасности объекта в целом, а так же разработка инженерно-технических решений и мероприятий для приведения здания к установленным требованиям в области пожарной безопасности.

С 1 июля 2008 г. действует постановление Правительства Российской Федерации № 87 от 16.02.2008 года, утвердившее Положение о составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию (далее Положение).

В соответствии с п. 26 Положения должен быть разработан раздел проектной документации 'Мероприятия по обеспечению пожарной безопасности'. Данный раздел является одним из основных разделов проектной документации. Выполнение мероприятий, заложенных в этом разделе, направлено на обеспечение безопасности, защиту жизни и здоровья людей и защиту имущества при пожаре.

Составной частью раздела 'Мероприятия по обеспечению пожарной безопасности' является описание и обоснование принятых конструктивных и объемно-планировочных решений, степени огнестойкости и класса конструктивной пожарной опасности здания.

Актуальность дипломного проекта обусловлена необходимостью повышения огнестойкости несущих конструкций здания, совершенствования методов обеспечения огнестойкости, путей ее регулирования и увеличения эксплуатационной надежности, на примере конно-спортивного комплекса.

Для выполнения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- оценить запроектированные строительные конструкции здания на соответствие требованиям пожарной безопасности, применяя МДС 21-1.98 (Пособие к СНиП 21-01-97 'Пожарная безопасность зданий и сооружений');

- предложить технические решения по повышению пределов огнестойкости строительных конструкций;

- выполнить экономическое обоснование предложенных технических решений.

То есть объектом исследовательского компонента проекта является процесс оценки огнестойкости несущих конструкций здания, а предметом - оценка огнестойкости несущих конструкций конно-спортивного комплекса.

Теоретической методологической основой проекта являются труды специалистов в области пожарной безопасности, таких как: А.А. Землянский, И. Яковлев; А Ф.Е.Гитман, В.Г.Олимпиев, и др.

В проекте введение, 5 глав и заключение, а так же приложения.

В главе 1 речь идет о нормативных требованиях к несущим конструкциям здания, порядок отнесения зданий к определенным степеням огнестойкости.

Глава 2 состоит из оценки соответствия здания конно-спортивного комплекса требованиям пожарной безопасности в целом, разработки комплекса мероприятий по приведению объекта в соответствие с требованиями пожарной безопасности, создание специальных технических условий, а в последующем и разработка рабочего проекта огнезащиты несущих конструкций.

Глава 3 содержит экологическое влияние выбранных составов огнезащиты.

Охрана труда на объекте при работе по нанесению огнезащитных материалов указана в главе 4.

Глава 5 содержит экономическое обоснование выбранных способов огнезащиты.

В приложении приводятся чертежи и таблицы.

1. Оценка огнестойкости несущих конструкций зданий и сооружений

1.1 Термины и определения

Ниже приведены основные термины и нормативные особенности, применяемые в дипломном проекте.

Степень огнестойкости - классификационная характеристика объекта, определяемая показателями огнестойкости и пожарной опасности строительных конструкций. Она обозначается римскими цифрами: I, II, III и т.д.[1]

Предел огнестойкости: показатель сопротивляемости конструкции огню (огнестойкости).[1]

Огнестойкость строительной конструкции: способность строительной конструкции сохранять несущие и (или) ограждающие функции в условиях пожара.[10]

Пожарный отсек: это часть здания, выделяемая противопожарными преградами (стенами, зонами, перекрытиями) с целью ограничения возможной площади пожара и обеспечения условий для его ликвидации.

Пожарная секция: часть пожарного отсека, выделенная противопожарными преградами в соответствии с требованиями нормативных документов по пожарной безопасности. [11]

Класс функциональной пожарной опасности зданий, сооружений и пожарных отсеков - классификационная характеристика зданий, сооружений и пожарных отсеков, определяемая назначением и особенностями эксплуатации указанных зданий, сооружений и пожарных отсеков, в том числе особенностями осуществления в указанных зданиях, сооружениях и пожарных отсеках технологических процессов производства.[3]

Конструктивная огнезащита: способ огнезащиты строительных конструкций, основанный на создании на обогреваемой поверхности конструкции теплоизоляционного слоя средства огнезащиты. К конструктивной огнезащите относятся толстослойные напыляемые составы, огнезащитные обмазки, штукатурки, облицовка плитными, листовыми и другими огнезащитными материалами, в том числе на каркасе, с воздушными прослойками, а также комбинации данных материалов, в том числе с тонкослойными вспучивающимися покрытиями. Способ нанесения (крепления) огнезащиты должен соответствовать способу, описанному в протоколе испытаний на огнестойкость и в проекте огнезащиты. [11]

Тонкослойное огнезащитное покрытие (вспучивающееся покрытие, краска): способ огнезащиты строительных конструкций, основанный на нанесении на обогреваемую поверхность конструкции специальных лакокрасочных составов с толщиной сухого слоя не превышающей 3 мм, увеличивающих ее многократно при нагревании. [10]

Проект огнезащиты: проектная документация и (или) рабочая документация, содержащая обоснование принятых проектных решений по способам и средствам огнезащиты строительных конструкций для обеспечения их предела огнестойкости по ГОСТ 30247 'Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость'. Общие требования, с учетом экспериментальных данных по огнезащитной эффективности средства огнезащиты, а также результатов прочностных и теплотехнических расчетов строительных конструкций с нанесенными средствами огнезащиты.[12]

Система оповещения и управления эвакуацией людей (СОУЭ): комплекс организационных мероприятий и технических средств, предназначенный для своевременного сообщения людям информации о возникновении пожара, необходимости эвакуироваться, путях и очередности эвакуации.[9]

Максимально допустимое расстояние: наибольшее расстояние по уличной сети дорог населенного пункта или производственного объекта от пожарного депо до объекта предполагаемого пожара, при котором гарантируется достижение соответствующей цели выезда оперативного подразделения пожарной охраны на пожар.[12]

Категория пожарной (взрывопожарной) опасности объекта: классификационная характеристика пожарной (взрывопожарной) опасности здания (или частей здания между противопожарными стенами -- пожарных отсеков), сооружения, строения, помещения, наружной установки.[11]

Сценарий аварии: модель последовательности событий с определенной зоной воздействия опасных факторов пожара на людей, здания, сооружения и технологическое оборудование.[13]

Удельная пожарная нагрузка: количество теплоты, которое может выделиться в помещение при пожаре, отнесенное к площади размещения находящихся в помещении горючих и трудногорючих веществ и материалов.[9]

Необходимое время эвакуации - время с момента возникновения пожара, в течение которого люди должны эвакуироваться в безопасную зону без причинения вреда жизни и здоровью людей в результате воздействия опасных факторов пожара;[10]

Индивидуальный пожарный риск -- пожарный риск, который может привести к гибели человека в результате воздействия опасных факторов пожара;[2]

Имитационное моделирование (ситуационное моделирование) -- метод, позволяющий строить модели, описывающие процессы так, как они проходили бы в действительности.[33]

Пожарная опасность -- состояние, при котором возможно возникновение и развитие пожара.[1]

Пожарная опасность конструкции -- свойство (или совокупность свойств) строительной конструкции, влияющее на развитие и образование опасных факторов пожара.[1]

Опасные факторы пожара, воздействие которых приводит к травме, отравлению или гибели человека, а также к материальному ущербу.[2]

Несущие конструкции --конструкции, обеспечивающие общую устойчивость и геометрическую неизменяемость зданий, сооружений при пожаре, - несущие стены, рамы, колонны, ригели, арки, фермы и балки перекрытий, связи, диафрагмы жесткости и т.п. К пределу огнестойкости несущих элементов здания, выполняющих одновременно функции ограждающих конструкций, например, к несущим стенам, в нормативных документах должны предъявляться дополнительные требования по потере целостности (Е) и теплоизолирующей способности (I) с учетом класса функциональной пожарной опасности зданий и помещений. [2]

1.2 Основные нормативные требования пожарной безопасности для зданий и сооружений

Минимизация суммы экономического ущерба и затрат на противопожарную защиту в строительных решениях зданий и сооружений обеспечивается в первую очередь соответствием степени огнестойкости и класса конструктивной пожарной опасности классу функциональной пожарной опасности при выполнении объемно-планировочных и конструктивных решений согласно функциональному назначению зданий и помещений и с учетом безопасности людей. Нормативные требования пожарной безопасности для зданий, сооружений, строительных конструкций, инженерного оборудования и строительных материалов приведены в Федеральном законе Российской Федерации от 22 июля 2008 г. №123-ФЗ 'Технический регламент о требованиях пожарной безопасности'.

Пределы огнестойкости строительных конструкций приведены в табл. 1.1. и должны соответствовать степени огнестойкости зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков, принятой Федеральным законом Российской Федерации от 22 июля 2008 г. №123-ФЗ 'Технический регламент о требованиях пожарной безопасности'.

Таблица 1.1. Предел огнестойкости несущих строительных конструкций

Указанные в табл. 1.1. пределы огнестойкости соответствуют времени достижения одного или последовательно нескольких признаков предельных состояний: R - потеря несущей способности; Е - потеря целостности; I - потеря теплоизолирующей способности вследствие повышения температуры на необогреваемой поверхности конструкции до предельных значений.

Значение предела огнестойкости конструкций устанавливают из эксперимента, расчетом или расчетно-аналитический, используя МДС 21-01.98 'Предотвращение распространения пожара. Пособие к СНиП21-01-97'Пожарная безопасность зданий и сооружений'.

Пределы огнестойкости определяются в условиях стандартных испытаний по методикам, установленным нормативными документами по пожарной безопасности. Допускается пределы огнестойкости конструкций, аналогичных по форме, материалам, конструктивному исполнению строительным конструкциям, прошедшим огневые испытания, определять расчетно-аналитическими методами, установленными нормативными документами - Федеральным законом Российской Федерации от 22 июля 2008 г. №123-ФЗ 'Технический регламент о требованиях пожарной безопасности'.

Класс пожарной опасности строительных конструкций приведен в табл. 1.2. и должен соответствовать классу конструктивной пожарной опасности зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков в соответствии с Федеральным законом Российской Федерации от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ 'Технический регламент о требованиях пожарной безопасности'.

Таблица 1.2. Класс пожарной опасности строительных конструкций

Предел огнестойкости и класс конструктивной пожарной опасности применяемых строительных конструкций должен подтверждаться в установленном порядке:

- протоколом испытаний или экспертным заключением, выданным организациями, аккредитованными в системе сертификации и услуг в области пожарной безопасности;

- экспертным заключением, выданным организациями, имеющими лицензию на этот вид деятельности;

- сертификатом пожарной безопасности;

- документом, одобренным или согласованным МЧС России и Минстроем России.

Таблица 1.3 Класс пожарной опасности конструкций

Класс пожарной опасности конструкций определяется по ГОСТ 30403-96 'Конструкции строительные. Метод определения пожарной опасности'.

При проектировании, зависимости от функционального назначения здания, определяют требуемые классы пожарной опасности отделочных материалов для стен, потолков и покрытия полов, а также указывается предельная высота здания и этажность.

Класс пожарной опасности строительных материалов характеризуется параметрами строительных материалов, таких как: воспламеняемость, горючесть, дымообразуещая способность, токсичность продуктов горения, распространение пламени по поверхности покрытия полов, приведенными в табл. 1.4.

Таблица 1.4. Классы пожарной опасностистроительных материалов

В табл. 1.4. использованы следующие обозначения групп строительных материалов:

- НГ - негорючие;

- Г1 - слабогорючие;

- Г2 - умеренногорючие;

- Г3 - нормальногорючие;

- Г4 - сильногорючие;

- В1 - трудновоспланеямые;

- В2 - умеренновоспламеняемые;

- В3 - легковоспламеняемые;

- РП1 - нераспространяющие;

- РП2 - слабораспространяющие;

- РП3 - умереннораспространяющие;

- РП4 - сильнораспространяющие;

- Д1 - с малой дымообразующей способностью;

- Д2 - с умеренной дымообразующей способностью;

- Д3 - с высокой дымообразующей способностью;

- Т1 - малоопасные;

- Т2 - умеренноопасные;

- Т3 - высокоопасные;

- Т4 - чрезвычайноопасные.

Методы определения группы горючести, воспламеняемости, дымообразующей способности, токсичности и распространения пламени изложены в следующих нормативных документах:

- ГОСТ 30244-94 'Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть';

- ГОСТ 30402-96 'Материалы строительные. Метод испытания на воспламеняемость';

- ГОСТ 12.1.044-89 'Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения';

ГОСТ Р 51032-97* 'Материалы строительные. Метод испытания на распространение пламени'.

Рассмотрев основные выдержки из Федерального закона Российской Федерации от 22 июля 2008 г. №123-ФЗ 'Технический регламент о требованиях пожарной безопасности', следует отдельно отметить, что выбор соотношения между функциональной пожарной опасностью, степенью огнестойкости и классом конструктивной пожарной опасности, а также противопожарными мероприятиями на объекте определяют величину риска. Величина риска оценивается возможными социальными и материальными потерями. Сокращение риска до уровня приемлемого может достигаться повышением огнестойкости и снижением конструктивной пожарной опасности зданий, мероприятиями по ограничению распространения пожара, включая технические средства пожарной защиты.

Уровень риска для здания и сооружения определяется на основе исследования изменения величины вероятностных потерь от пожара при различных вариантах пожарной защиты. Допустимый уровень риска может быть рекомендован такой, при котором обеспечивается функционирование объекта в течение его срока службы, а происходящие пожары и загорания могут вызвать такие повреждения зданий и сооружений, при которых после выполнения ремонтных работ объект остается пригодным к эксплуатации. Обоснование технической возможности и экономической целесообразности такого уровня пожарной безопасности должно выполняться с учетом назначения и объемно-планировочных решений зданий, требуемого срока службы, степени ответственности, пожарной опасности объекта и надежности средств пожаротушения.

В ходе подготовки к строительству здания, разрабатывается раздел 'Специальные технические условия', согласно Федеральному закону от 30.12.2009 № 384-ФЗ 'Технический регламент о безопасности зданий и сооружений' ч.4 ст. 6, которые содержат строительные решения зданий и сооружений и противопожарные мероприятия, так же могут приниматься на основе оценки пожарной опасности и уровня защищенности, выполняемых при страховании объекта на случай пожара. Оценка вероятности возникновения и развития пожара, прогнозирование величины вероятностных потерь и их снижения за счет мер по предотвращению и быстрой ликвидации пожара, расчет сумм страховых платежей и компенсаций потерь от пожаров являются достаточным основанием для принятия согласованных в установленном порядке решений.

Условия соответствия объекта защиты требованиям пожарной безопасности

Пожарная безопасность объекта защиты считается обеспеченной согласно статьи 6 Федерального закона № 123-ФЗ от 22.07.2008 г. 'Технический регламент о безопасности зданий и сооружений' при выполнении одного из следующих условий:

1) в полном объеме выполнены требования пожарной безопасности, установленные техническими регламентами, принятыми в соответствии с Федеральным законом 'О техническом регулировании', и пожарный риск не превышает допустимых значений, установленных настоящим Федеральным законом;

2) в полном объеме выполнены требования пожарной безопасности, установленные техническими регламентами, принятыми в соответствии с Федеральным законом 'О техническом регулировании', и нормативными документами по пожарной безопасности.

1.3 Методы определения огнестойкости несущих конструкций здания

Строительные конструкции, выполненные из органических материалов, являются одним из компонентов горючей системы и способствуют возникновению и распространению пожара. Конструкции, выполненные из неорганических материалов, не горят, но аккумулируют значительную часть теплоты (до 50%), выделяющуюся при пожаре. При определённой дозе аккумулированной теплоты, прочность конструкций падает и происходит их обрушение. Так, металл, который может нести значительные нагрузки десятки лет, при достижении критических температур 470-500°С разрушается.

Под огнестойкостью строительных конструкций понимается их способность сохранять несущую и ограждающую способность. Показателем огнестойкости строительных конструкций является предел огнестойкости - время (в часах, минутах) от начала испытания (пожара) конструкции до возникновения одного из следующих признаков:

а) появление трещин;

б) повышения температуры на её необогреваемой поверхности в среднем на 140°С или в любой точке этой поверхности более чем на 180°С в сравнении с температурой конструкции до испытания или более 200°С независимо от температуры конструкции до испытания;

в) потери несущей способности.

Наиболее распространённый и надёжный метод определения предела огнестойкости экспериментальный. Сущность метода (стандарт СЭВ 1000-78 'Противопожарные нормы строительного проектирования. Метод испытания строительных конструкций на огнестойкость') заключается в том, что конструкцию подвергают нагреву в специальных печах с одновременным воздействием нормативных нагрузок.

Многочисленные исследования реальных пожаров показали, что в их развитии можно выделить характерные этапы и стандартизировать режим 'температура - время'. В 1966 г. международной организацией по стандартизации для испытания строительных конструкций по экспериментальному методу была введена стандартная температурная кривая для характеристики температурного режима.

При испытаниях по экспериментальному методу отклонения температур от данных, допускаются в течение первых 30 мин и ±5% - в последующее время испытаний.

Однако экспериментальный метод имеет существенные недостатки. Испытания по этому методу требуют проведения громоздких и дорогих опытов, что затрудняет, в некоторых случаях, своевременно оценить огнестойкость различных видов новых строительных конструкций.

Теоретический путь является более перспективным и экономичным. Поэтому у нас в стране получают развитие расчётные методы оценки огнестойкости. Сущность расчёта в общем виде сводится к оценке распределения температур, по сечению конструкции в условиях пожара (теплотехническая часть), и вычислению несущей способности нагретой конструкции (статическая часть). Однако теория огнестойкости строительных конструкций ещё недостаточно разработана, поэтому даже опытному конструктору нелегко спроектировать нужную по качеству огнезащиту силовых элементов конструкций. Первая проблема, которую преодолевает инженер-практик на этом пути, заключается в определении характера распределения температур в сечениях материала строительной конструкции через некоторые интервалы времени. Иными словами, он должен решить задачу нестационарного прогрева материала силового элемента в условиях пожара.

Приближённое же решение с необходимой точностью может быть практически всегда найдено численными методами, особенно при использовании вычислительных машин.

Повышение температуры окружающей среды при пожаре сопровождается переносом теплоты в материал конструкции. Её тепло стремится к тепловому равновесию. Поэтому температура внутренних точек будет изменяться не только в зависимости от координат и их взаимного расположения, но и от времени. Такие процессы теплопередачи принято называть нестационарными.

В настоящее время разработано много различных методов решения задач нестационарной теплопроводности, приводящих к удовлетворительным для инженерной практики результатам. Эти методы условно можно разделить на две группы - аналитические и численные.

Вся методика расчета режимов нестационарного прогрева строительной конструкции переложена на современные вычислительные машины типа ЕС.

На практике чаще всего инженер определяет предел огнестойкости и ПР по МДС 21-1.98 (Пособие к СНиП 21-01-97 'Пожарная безопасность зданий и сооружений'). Ниже приведена таблица, примеров решения задачи определения огнестойкости аналитическим методом.

Таблица 1.5. Примеры конструктивного решения

1.4 Методы повышения огнестойкости строительных конструкций

В случае если фактический предел огнестойкости не соответствует требуемому значению, используются средства для его повышения. К указанным средствам относятся конструктивная огнезащита и тонкослойные огнезащитные покрытия в соответствии с СП 2.13130.2012 'Системы противопожарной защиты, обеспечение огнестойкости объектов защиты'.

Для изготовления строительных конструкций используются различные по природе и химическому составу материалы, различающиеся по физико-механическим и теплотехническим свойствам, горючести и сопротивляемости огню. Во многих случаях свойства конструкций оказываются несоответствующими требуемому уровню пожарной безопасности здания. При этом возникает необходимость изменения свойств за счет применения средств огнезащиты.

Средства огнезащиты для строительных конструкций следует использовать при условии оценки предела огнестойкости конструкций с нанесенными средствами огнезащиты по ГОСТ 30247.1-94 'Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции', ГОСТ 30247.0-94 'Конструкции строительные. Методы испытания на огнестойкость', с учетом способа крепления (нанесения), указанного в технической документации на огнезащиту, и (или) разработки проекта огнезащиты.

Выбор вида огнезащиты осуществляется с учетом режима эксплуатации объекта защиты и установленных сроков эксплуатации огнезащитного покрытия. В случае строительства зданий и сооружений в сейсмическом районе при применении средств огнезащиты должны выполняться требования СП 14.13330.2011 'Строительство в сейсмических районах'.

Существует несколько видов огнезащиты строительных конструкций.

Обетонирование, облицовка из кирпича.

Применение огнезащиты металлических конструкций при помощи бетона и кирпичной кладки наиболее рационально в тех случаях, когда одновременно с огнезащитой конструкций требуется произвести их усиление, например, при реконструкции зданий. Кирпичную облицовку применяют для огнезащиты вертикально расположенных конструкций. Армирование огнезащитной облицовки из кирпича назначают с учетом усиления связи в углах кирпичной кладки. Диаметр стержней арматуры принимают не более 8 мм. Армирование огнезащитного слоя бетона может быть разнообразным в зависимости от толщины слоя и требуемой степени усиления конструкции.

С помощью облицовок из бетона и кирпичной кладки обеспечивается предел огнестойкости до 2,5 часов, они устойчивы к атмосферным воздействиям и агрессивным средам. Но эти способы огнезащиты связаны с трудоемкими опалубочными и арматурными работами, малопроизводительны, значительно утяжеляют каркас здания и увеличивают сроки строительства. Кроме того, эти способы неприменимы для огнезащиты несущих конструкций перекрытий (фермы, балки) и связей по колоннам и фермам.

Согласно рекомендациям ЦНИИСК им. С.В. Кучеренко: ориентировочные значения толщины огнезащитного слоя бетона, необходимого для обеспечения предела огнестойкости стальных конструкций от 45 мин до 2,5 ч, составляют от 20 до60 мм.

Листовые и плитные облицовки и экраны

Для устройства облицовок металлических конструкций могут использоваться листовые и плитные теплоизоляционные материалы, например: гипсокартонные и гипсоволокнистые листы, асбестоцементные и перлитофосфогелиевые плиты, плиты на основе вспученного вермикулита. Для крепления листовых и плитных материалов к металлической конструкции приваривают крепежные элементы (стальные пластины, уголки, штыри). Устройство данного средства огнезащиты не требует очистки поверхности защищаемых конструкций от ранее нанесенных лакокрасочных покрытий.

По данным ВНИИПО и ЦНИИСК им. С.В. Кучеренко с помощью листовых и плитных облицовок обеспечивается предел огнестойкости до 2,5 часов.

Листовые и плитные облицовки и экраны практически применимы для колонн, стоек и балок. Но для ферм покрытия и связей применение этих средств огнезащиты нерационально. Также ограничивают применение листовых и плитных облицовок перерасход материала при низком уровне требуемых пределов огнестойкости защищаемых конструкций и высокий уровень паропроницаемости.

Штукатурки

Использование цементно-песчаной штукатурки обусловлено такими достоинствами, как низкая стоимость материалов для приготовления состава, обеспечение значительного предела огнестойкости защищаемой конструкции (до 2,5 часа), устойчивость к атмосферным воздействиям.

В то же время это средство огнезащиты имеет ряд недостатков, ограничивающих его применение, к которым относятся: большая трудоемкость работ по нанесению покрытия из-за необходимости армирования стальной сеткой; увеличение нагрузок на фундаменты зданий за счет утяжеления каркаса; необходимость применения антикоррозионных составов. Кроме того, штукатурки не отвечают эстетическим требованиям и не могут быть нанесены на конструкции сложной конфигурации (фермы, связи и т. д.).

Стремление снизить массу штукатурного покрытия привело к разработке легких штукатурок с содержанием асбеста, перлита, вермикулита, фосфатных соединений и других материалов. Однако снижение массы приводит к появлению недостатков, свойственных облегченным штукатуркам: снижение конструктивной прочности, недостаточная адгезия к покрываемой поверхности. Следует отметить, что штукатурные смеси на жидком стекле, извести и гипсе могут использоваться в помещениях с относительной влажностью не более 60%.

Огнезащитные покрытия на основе неорганического связующего

В качестве вяжущего для облегченных огнезащитных покрытий наиболее широко применяется жидкое стекло или силикофосфатное связующее. Жидкое стекло обладает способностью реагировать при высоких температурах с окислами наполнителей с образованием жаростойких соединений.

Огнезащитные покрытия на основе неорганического связующего обладают огнезащитной эффективностью от 45 мин до 2,5 ч при толщине покрытия от 5 до 65 мм. Однако, вследствие высокой плотности структуры, огнезащитные материалы на основе жидкого стекла отличаются повышенной хрупкостью и значительной усадкой при увлажнении и высушивании. Для них свойственна высокощелочная реакция, что является причиной разрушения грунтовочных составов и отслаивания покрытия от поверхности конструкции.

Перед нанесением огнезащитных покрытий на основе неорганического связующего необходимо произвести тщательную очистку поверхности защищаемой конструкции от ранее нанесенных лакокрасочных покрытий, ржавчины и обезжирить. Покрытия могут применяться в закрытых помещениях с относительной влажностью не более 85%.

Огнезащитные составы терморасширяющегося типа

Огнезащитные составы терморасширяющегося типа являются одним из перспективных направлений огнезащиты. Их огнезащитное действие основано на вспучивании нанесенного покрытия при температурах 170-250°С и образовании пористого теплоизолирующего слоя, который препятствует прогреву металла (ж/бетона) до температуры, при которой конструкция теряет свою несущую способность. Состав огнезащитных паст разнообразен: от водной дисперсии с неорганическими и органическими наполнителями до красок на органическом растворителе с минеральным наполнителем. Современные огнезащитные составы, нанесенные на поверхность толщиной до 2 мм под воздействием высоких температур увеличиваются в объеме в 10-40 раз и обладают огнезащитной эффективностью до 2 часов.

Покрытия, предназначенные для повышения предела огнестойкости несущих металлоконструкций, характеризуется группой огнезащитной эффективности, определяемой по методике, изложенной в ГОСТ Р 53295-2009 'Средства огнезащиты для стальных конструкций. Общие требования. Метод определения огнезащитной эффективности.'. За предельное состояние принимается достижение критической температуры 500°С опытного образца с нанесенным покрытием (стальная колонна двутаврового сечения профиля №20 по ГОСТ 8239-89 или профиля №20 Б1 по ГОСТ 26020-83 высотой 1700 мм) в условиях стандартных испытаний.

Огнезащитная эффективность средств огнезащиты в зависимости от наступления предельного состояния металлоконструкции подразделяется на семь групп в соответствии с ГОСТ Р 53295-2009 'Средства огнезащиты для стальных конструкций. Общие требования. Метод определения огнезащитной эффективности':

- 1-я группа - не менее 150 мин.;

- 2-я группа - не менее 120 мин.;

- 3-я группа - не менее 90 мин.;

- 4-я группа - не менее 60 мин.;

- 5-я группа - не менее 45 мин.;

- 6-я группа - не менее 30 мин.;

- 7-я группа - не менее 15 мин.

Определены следующие группы огнезащитной эффективности в соответствии с ГОСТ Р 53292-2009 'Средства огнезащиты для стальных конструкций. Общие требования. Метод определения огнезащитной эффективности':

- I-я группа - потеря массы не более 9%;

- II-я группа - потеря массы более 9%, но не более 25%;

- При потере массы более 25% состав не является огнезащитным.

Покрытия, предназначенные для повышения предела огнестойкости несущих деревянных конструкций, характеризуются группой огнезащитной эффективности, определяемой по методике, изложенной в ГОСТ Р 53292-2009 'Огнезащитные составы и вещества для древесины и материалов на ее основе. Общие требования. Методы испытаний' и зависящей от потери массы образца (бруски из древесины сосны с поперечным сечением 30х60 мм и длиной вдоль волокон 150 мм) в условиях стандартных испытаний.

Параметр огнезащитной эффективности носит классификационно-сравнительный характер и не может быть непосредственно использован для оценки нормируемых пожарно-технических характеристик строительных конструкций - предела огнестойкости и показателей пожарной опасности.

Исходные данные для проведения этих оценок предоставляются разработчиком средств защиты по результатам испытаний образцов с проектными параметрами.

Производство и поставка огнезащитных составов, проектирование и производство работ по огнезащите должны осуществляться только организациями, имеющими лицензию Государственной противопожарной службы на данный вид деятельности. Все огнезащитные составы и покрытия подлежат обязательной сертификации в области пожарной безопасности. Применение средств огнезащиты должно осуществляться в соответствии с технической документацией и проектом, разработанным, согласованным и утвержденным в порядке. Испытания по определению огнезащитной эффективности должны проводиться в специализированной организации, имеющей соответствующую аккредитацию и лицензию.

Помимо показателей огнестойкости при выборе огнезащиты должны учитываться следующие параметры составов и технологии нанесения:

- срок эксплуатации;

- условия хранения и эксплуатации;

- сейсмостойкость (для объектов, возводимых в сейсмостойких районах);

- возможность дезактиваций (для объектов атомной энергетики);

- возможность дегазации (для объектов химических производств);

- возможность и периодичность замены или восстановления;

- ремонтопригодность;

- срок эксплуатации;

- способы подготовки поверхности;

- марки грунтов;

- марки декоративных и защитных покрытий;

- инструмент и агрегаты для нанесения.

1.5 Порядок проектирования огнезащиты несущих строительных конструкций

Проектная документация разрабатывается в соответствии с действующими нормами и правилами пожарной безопасности и на основании рабочей документации на строительство, ремонт или реконструкцию объекта.

Разработка проекта огнезащиты включает в себя поэтапное выполнение следующих мероприятий.

1. Анализ технической документации проекта.

2. Определение требуемых пределов огнестойкости несущих конструкций.

3. Разложение общей схемы несущего каркаса здания на отдельные элементы.

4. Расчет собственных пределов огнестойкости элементов.

5. Определение необходимости нанесения огнезащитного покрытия на элементы.

6. Подбор средств огнезащиты.

7. Расчет потребной толщины огнезащиты для каждого элемента.

Пределы огнестойкости строительных конструкций определяются с использованием данных, приведенных в табл. 1.3.

Порядок проектирования огнезащиты несущих металлических конструкций

Оценка собственных пределов огнестойкости стержневых стальных конструкций (без огнезащиты) проводится по табл.1.6, составленной на основе расчетных данных - А.И. Яковлев 'Расчет огнестойкости строительных конструкций', Москва, Стройиздат, 1988 г.

Таблица 1.6. Оценка собственных пределов огнестойкости стержневых стальных конструкций (без огнезащиты)

При приведенной толщине металла менее 3 мм собственный предел огнестойкости металлоконструкции принимается равным 5 мин - А.И. Яковлев 'Расчет огнестойкости строительных конструкций', Москва, Стройиздат, 1988 г.

Приведенная толщина металла определяется по следующей формуле:

- ПТМ = S/P, где

S - площадь поперечного сечения профиля, ммІ;

Р - периметр обогреваемой части сечения, мм.

Промежуточные значения собственных пределов огнестойкости металлоконструкций определяются методом линейной интерполяции по следующей формуле:

- Пф = (Пф2 - Пф1) / (ПТМ2 - ПТМ1) * (ПТМ - ПТМ1) + Пф1, где

Пф - искомый предел огнестойкости;

ПТМ1 и ПТМ2 - ближайшее нижнее и верхнее значение приведенных толщин металла, приведенные в табл. 1.6;

- Пф1 и Пф2 - пределы огнестойкости, соответствующие значениям приведенных толщин ПТМ1 и ПТМ2.

Пример расчета.

Необходимо определить собственный предел огнестойкости швеллера №18 (ГОСТ 8240-89).

Приведенная толщина металла данного швеллера равна:

ПТМ = (20,7 * 10І) / 640 = 3,23 мм

ПТМ1 = 3; ПТМ2 = 4;

Пф1 = 7; Пф2 = 8;

Искомый предел огнестойкости швеллера равен:

Пф = (8 - 7) / (4 - 3) * (3,23 - 3) +7 = 7,23 мин.

В случае, когда собственной предел огнестойкости стержневого элемента ниже требуемого предела огнестойкости несущих конструкций, необходимо проведение компенсационных мероприятий.

Потребные толщины покрытий на основе огнезащитных материалов определяются из матриц зависимости экспериментально полученных фактических пределов огнестойкости металлоконструкций с нанесенным на них огнезащитным покрытием от толщины этого покрытия и приведенной толщины металла элемента конструкции.

Промежуточные значения толщин огнезащитных покрытий для обеспечения требуемого предела огнестойкости определяется методом линейной интерполяции по следующей формуле:

- д = (д2 - д1) / (ПТМ2 - ПТМ1) * (ПТМ - ПТМ1) + д1, где

д - искомое значение толщины покрытия;

ПТМ1 и ПТМ2 - ближайшее к ПТМ нижнее и верхнее значения приведенной толщины металлоконструкции, представленные в матрице;

д1 и д2 - толщины огнезащитного покрытия, соответствующие ПТМ1 и ПТМ2 для требуемого предела огнестойкости.

Порядок проектирования огнезащиты несущих железобетонных конструкций

Расчетную оценку собственного предела огнестойкости несущих железобетонных конструкций необходимо выполнять с учетом действия нормативных проектных нагрузок. Расчет должен проводиться с учетом положений, изложенных в СП 63.13330.2012 'Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003'.

Для достижения требуемого предела огнестойкости используют тонкослойные вспучивающиеся при воздействии температуры покрытия, а также конструктивную огнезащиту в виде специальных штукатурных составов или облицовочных материалов, либо комбинацию этих методов.

Для учета влияния огнезащитного покрытия на огнестойкость железобетонных конструкций необходимо использовать положения 'Методического пособия по учету тепло-огнезащиты в расчетах огнестойкости железобетонных конструкций'. ОАО НИЦ 'Строительство', 2013 г.

Обоснованность принятых конструктивных решений огнезащиты должна подтверждаться в соответствии с ГОСТ 30247.1-94 'Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции', а применительно к тоннельным сооружениям в соответствии с 'Методикой определения огнезащитной эффективности средств огнезащиты железобетонных конструкций автодорожных тоннельных сооружений' ФГУ ВНИИПО МЧС России, Москва, 2007 г.

Порядок проектирования огнезащиты несущих деревянных конструкций

Определение требуемых пределов огнестойкости проводится по табл. 1.1. Класс пожарной опасности строительных конструкций - по табл. 1.2. Характеристики пожарной опасности строительных конструкций и материалов - по табл. 1.3.

В соответствии с СП 64.13330.2011 'Деревянные конструкции', актуализированная редакция СНиП II-25-80, на стадии проектирования собственный предел огнестойкости конструкций из древесины может быть ориентировочно определен на основании учета скорости обугливания элементов конструкции. Скорость обугливания принимается равной 0,7 мм/мин для элементов сечением 120х120 мм и более и 1 мм/мин для элементов со стороной сечения менее 120 мм.

В случае, когда собственный предел огнестойкости стержневого элемента ниже требуемого, необходимо проведение компенсационных мероприятий. Как правило, это нанесение огнезащитных тонкослойных покрытий.

Предел огнестойкости несущей конструкции с нанесенным огнезащитным покрытием подтверждается по методикам ГОСТ 30247.1-94 'Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции', ГОСТ 30247.0-94 'Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость' для выбранного стержневого элемента с опорными узлами.

При выборе огнезащитных и пропиточных составов для обеспечения класса пожарной опасности конструкций следует руководствоваться результатами сертификационных испытаний конструкций в соответствии с ГОСТ 30403-96 'Конструкции строительные. Метод определения пожарной опасности', ГОСТ 30244-94 'Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть', ГОСТ 30402-96 'Материалы строительные. Метод испытания на воспламеняемость', ГОСТ 12.1.044-89 'Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения'.

Порядок проектирования огнезащиты несущих алюминиевых конструкций

Собственные пределы огнестойкости в соответствии с СП 128.13330.2012 'Алюминиевые конструкции', актуализированная редакция СНиП 2.03.06-85, следует определять по результатам испытаний, допускается их определение расчетным путем.

Для обеспечения требуемого предела огнестойкости используются конструкционные методы (напыление, плитные материалы) и тонкослойные покрытия на основе огнезащитных красок.

Порядок проектирования огнезащиты строительных конструкций с учетом сейсмических нагрузок

В соответствии с СП 14.13330.2011 'Строительство в сейсмических районах' выбор строительных конструкций со средствами огнезащиты и систем противопожарной защиты при проектировании зданий, сооружений и строений в сейсмических районах следует проводить с учетом устойчивости при пожаре, воздействии землетрясения и после него. При этом устойчивость к сейсмическим воздействиям строительных конструкций со средствами огнезащиты и систем противопожарной защиты следует определять расчетными или экспериментальными методами на натурных фрагментах с учетом требований СП 2.13130.2012 'Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты'.

При проектировании средств огнезащиты необходимо использовать результаты испытаний на сейсмостойкость фрагментов строительных конструкций, проводимых аккредитованными организациями, с последующей оценкой состояния огнезащиты стандартными методами огневых испытаний.

Допускается оценка состояния покрытия, после испытаний на сейсмостойкость, путем определения адгезии, отсутствия трещин, сколов, отслоений и др. с использованием нормативных лабораторных методов и выдачей соответствующих заключений.

Вывод по главе 1 'ОЦЕНКА ОГНЕСТОЙКОСТИ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ':

Проанализировав современные нормы и правила оценки огнестойкости несущих конструкций зданий и сооружений, выделились несколько ведущих аспектов:

- существуют несколько методов оценки огнестойкости здания, а именно: экспериментальный, теоретический и аналитический (инженерный);

- имеется множество способов повышения огнестойкости строительных конструкций и приведения в соответствие класса пожарной опасности зданий и сооружений.

2. Оценка соответствия огнестойкости несущих конструкций здания конно-спортивного комплекса

Здание строящегося конно-спортивного комплекса расположено по адресу: Свердловская область, Белоярский район, п. Верхнее Дуброво, южнее коттеджного поселка 'Дубрава'.

Комплекс предназначен для проведения индивидуального спортивного тренинга лошадей в манеже. Вместимость комплекса - 15 человек посетителей (спортсменов) и рассчитан на временное содержание 8 лошадей.

По функциональной пожарной опасности класс здания - Ф2.1, также в здании предусмотрены помещения Ф4.3 и Ф5.1.

Комплекс представляет собой прямоугольное в плане здание, 102,632х44,075 м в осях, с выделенными объемами: крытый манеж - большепролетный одноэтажный объем с двухсветной частью и одноэтажная часть.

Высота здания конно-спортивного комплекса переменная. Высота крытого манежа (большепролетный одноэтажный объем) от пола до верха конструкций (конька) - 11,95 м (высота от пола до подвесного потолка - 9,00 м). Высота двухсветной части большепролетного объема от пола до подвесного потолка - 8,4 м. Высота одноэтажной части от пола до верха конструкций - 5,70 м (высота от пола до потолка - переменная 3,5 м и 2,8 м).

Манеж выполнен в металлическом каркасе. Колонны выполнены из металла, диафрагмы жесткости из металла, покрытие над манежем - из профилированного листа по деревянному каркасу из бруса по деревянным фермам. Конструктивная схема здания рамно-связевая, с большепролетными конструкциями - фермами над объемом зала манежа, с опиранием на металлический каркас из колонн, балок и ригелей. Несущими элементами здания являются: колонны, вертикальные связи по колоннам, балки и ригели.

Общая устойчивость и геометрическая неизменяемость здания при пожаре обеспечивается жестким защемлением колонн в фундаментах в обоих направлениях, системой вертикальных связей между колоннами в осях 8-9 по рядам А и Г, горизонтальным жестким диском из балок в верхнем уровне колонн, а также ригелей усиления по рядам А и Г в продольном сечении, в осях 1 и 17 в поперечном сечении.

Наружные стены конно-спортивного комплекса выполнены из панелей на деревянном каркасе (сечением 45х140 мм) с теплоизоляционным материалом Эковата толщиной 140мм, обшитые с двух сторон фибролитовой плитой Green Board GB3 толщиной 12 мм и оштукатуренные с двух сторон минеральной штукатурной системой Ceresit толщиной 25 мм. Конструкция имеет предел огнестойкости REI 90 (сертификат соответствия № РОСС RU.И703.04ЮААО.ПЗ01.К0047).

Внутренние стены и перегородки выполнены из панелей на деревянном каркасе (сечением 45х140 мм) с теплоизоляционным материалом Эковата толщиной 140мм, обшитые фибролитовой плитой Green Board GB3 толщиной 12 мм и покрытые минеральной штукатуркой толщиной 15 мм. Конструкция имеет предел огнестойкости E 45 и класс пожарной опасности К0 (сертификат соответствия № РОСС RU.И703.04ЮААО.ПЗ01.К0037).

Применяя МДС 21-1.98 (Пособие к СНиП 21-01-97 'Пожарная безопасность зданий и сооружений'), определяем фактическую степень огнестойкости. Степень огнестойкости здания конно-спортивного комплекса (по элементам рамно-связевого каркаса) относится к IV-й.

В соответствие с требованиями Федерального закона Российской Федерации от 22 июля 2008 г. №123-ФЗ 'Технический регламент о требованиях пожарной безопасности' класс конструктивной пожарной опасности строительных конструкций (по элементам бесчердачного покрытия) относится к С3.

Площадь пожарного отсека здания конно-спортивного комплекса составляет 4525,5 м², согласно таблицы 3 МДС 21-1.98 (Пособие к СНиП 21-01-97 'Пожарная безопасность зданий и сооружений'), для здания IV степени огнестойкости и C3 класса конструктивной пожарной опасности, площадь пожарного отсека должна быть не более 1200 м².

Здание, относящиеся к классу функциональной пожарной опасности - Ф2.1, согласно п.6.6.1 СП 2.13130.2012, исходя из характеристик высоты и площади этажа в пределах пожарного отсека, должно относиться ко II степени огнестойкости и классу конструктивной пожарной опасности С1. (табл. 2.1).

Таблица 2.1 Определение требуемой степени огнестойкости и класса конструктивной пожарной опасности здания конно-спортивного комплекса

В соответствии с назначением конно-спортивный комплекс включает следующие функциональные группы помещений:

- вестибюльная группа помещений;

- санитарно-гигиенические, бытовые помещения;

- административные помещения;

- крытый манеж (рабочее поле 80х30 м);

- вспомогательные помещения.

Все функциональные группы помещений размещены с учетом зонирования и взаимосвязаны.

В одноэтажной части комплекса размещены две гардеробные для посетителей (спортсменов) с санузлами и душевыми, для женщин и мужчин санузлы, санузел для маломобильных групп населения, помещение уборочного инвентаря, четыре блока для временного содержания лошадей, два учебных кабинета, гардеробные мужские и женские для тренеров, комната конюха с совмещенным санузлом, инвентарная, помещение ветеринара, комната приема пищи (для сотрудников).

Вход для персонала и работников предусмотрен через вестибюль по коридору. Также из вестибюля организован вход в гардеробную для посетителей (спортсменов) через тамбур, в санузел для маломобильных групп населения, санузлы и помещение уборочного инвентаря.

Пути движения из гардеробов с крытым манежем сообщаются через коридор. Часть гардеробных и двухсветная часть с одноэтажной частью размещаются на отм. +0,600 м.

Крытый манеж запроектирован одноэтажным с размером рабочего поля 80х30 м. В манеже предусмотрена зона для посетителей (спортсменов) запроектированная на отм. +0,600 м. Вход в зону для посетителей (спортсменов) предусмотрен через вестибюль. В одноэтажной части и двухсветной части большепролетного объема размещен вестибюль с балконом, помещение охраны, магазин для продажи сувенирной продукции, кабинет директора с конференц-залом, помещение оказания первой помощи.

В здании имеются две открытые лестницы, расположенные в двухсветном пространстве, обеспечивающие эвакуацию людей с балкона.

Для выхода лошадей из манежа предусмотрено три выхода. Два выхода ведут в коридор, третий непосредственно наружу, который предназначен и для въезда техники. Выходы в коридор и выходы непосредственно наружу запроектированы в свету шириной 2,3 м и высотой 2,4 м.

Кровля вспомогательного блока к конно-спортивному комплексу не является эксплуатируемой.

Рабочее поле манежа огораживается бортами с воротами, высотой 1250 мм.

Кроме того, в одноэтажной части комплекса размещены:

- электрощитовая;

- насосная;

- денник.

Проектом предусмотрено четыре блока для временного содержания лошадей выполненные с самостоятельными входами с улицы через тамбуры и оборудованные двупольными деревянными дверями. Внутренние двери предусмотрены деревянными с утеплением. Для прогулки (моциона) лошадей вблизи комплекса устроены выгульные дворики (левады), огороженные оградой. Режим содержания лошадей круглогодичный, не подразделяющийся на зимний и летний период.

Три блока для временного содержания лошадей состоят из помещений:

- два денника для содержания лошадей;

- мойка для лошадей;

- солярий;

- две чистки;

- коридор.

В состав четвертого блока для временного содержания лошадей входят:

- два денника для содержания лошадей;

- мойка для лошадей;

- солярий;

- чистка;

- коридор.

Исходя из требований СП 4.13130.2013 'Системы противопожарной защиты. Ограничение распространения пожара на объектах защиты. Требования к объемно-планировочным и конструктивным решениям', помещения, относящиеся к классу функциональной опасности Ф5.1. следует отделять противопожарными стенами 1-го типа.

Встроенные помещения складского и производственного назначения с категорией по взрывопожарной опасности А, Б, В1 - В3 отделены противопожарными перегородками 1-го типа с пределом огнестойкости не ниже EI 45 и противопожарным перекрытием 3-го типа с пределом огнестойкости не ниже REI 45, в дверных проемах указанных помещений предусмотрены противопожарные двери 2-го типа с пределом огнестойкости EI 30 (п.5.5.7 СП 4.13130.2013 'Системы противопожарной защиты. Ограничение распространения пожара на объектах защиты. Требования к объемно-планировочным и конструктивным решениям').

Предусмотрены 2 выхода на кровлю по пожарным лестницам типа П1 (п.7.3 СП 4.13130.2013 'Системы противопожарной защиты. Ограничение распространения пожара на объектах защиты. Требования к объемно-планировочным и конструктивным решениям').

На перепаде высот кроли более 1,0 м предусмотрена пожарная лестница типа П1 (п.7.10 СП 4.13130.2013 'Системы противопожарной защиты. Ограничение распространения пожара на объектах защиты. Требования к объемно-планировочным и конструктивным решениям').

На кровле здания КСК предусмотрено ограждение (п.7.16 СП 4.13130.2013 'Системы противопожарной защиты. Ограничение распространения пожара на объектах защиты. Требования к объемно-планировочным и конструктивным решениям').

Источником для целей наружного противопожарного водоснабжения является существующая кольцевая сеть D=200 мм с двумя пожарными гидрантами, расположенными на расстоянии не более 200 м от здания.

В здании конно-спортивного комплекса запроектирована система внутреннего противопожарного водопровода с пожарными кранами D=50 мм в количестве 12 шт., запитанная от скважины с дебетом = 130 м³/сутки. В целях создания требуемого запаса воды запроектированы 4 бака V=50 м³ каждый.

Здание в полной мере обеспечено системой автоматической пожарной сигнализации, в соответствие с требованиями СП 5.13130.2009 'Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования.'

Здание оснащено системой СОУЭ 3-го типа (речевое), в соответствие с требованиями СП 3.13130.2009 'Системы противопожарной защиты. Система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре. Требования пожарной безопасности'.

Вывод о соответствии требуемой степени огнестойкости здания и проектируемых конструктивных решениях: запроектированное здание конно-спортивного комплекса не соответствует нормативным требованиям в области пожарной безопасности.

Кроме того, при проектируемых размерах здания конно-спортивного комплекса отсутствуют нормы противопожарного проектирования по расходу воды для целей наружного пожаротушения.

2.1 Приведение в соответствие нормам пожарной безопасности здания конно-спортивного комплекса

Комплекс мероприятий по приведению здания конно-спортивного комплекса в соответствие с установленными требованиями в области пожарной безопасности:

- провести огнезащитную обработку несущих стальных конструкций для приведения здания к степени огнестойкости не ниже II;

- осуществить огнезащитную обработку деревянных конструкций бесчердачного покрытия для доведения до показателя К1, в целях обеспечения требуемого класса конструктивной пожарной опасности здания С1;

- разработать и согласовать СТУ;

- произвести расчет пожарных рисов и времени эвакуации;

- произвести расчет воды на наружное пожаротушение.

Огнезащитная обработка несущих металлических конструкций

Металлы обладают высокой чувствительностью к высоким температурам и к действию огня. Они быстро нагреваются и снижают прочностные свойства. В частности фактический предел огнестойкости стальных конструкций в зависимости от толщины элементов сечения составляет от 6 до 24 мин, в то время как в минимальные значения требуемых пределов огнестойкости несущих строительных конструкций составляет от 15 до 150 мин.

Задача огнезащиты металлических конструкций заключается в создании на поверхности элементов конструкций теплоизолирующих экранов, выдерживающих высокие температуры и непосредственное воздействие огня.

Наличие этих экранов позволяет замедлить прогревание металла и сохранить конструкции свои функции при пожаре в течение заданного времени.

Несущие металлические конструкции здания конно-спортивного комплекса: колонны, балки и ригели защищаются огнезащитной эмалью 'САЭ-5БМ' до предела огнестойкости не менее 90 мин (3 группа огнезащитной эффективности).

Несущие конструкции: вертикальные связи усиления колонн защищаются конструктивным способом огнезащиты - системой 'ЕТ Профиль'. Система 'ЕТ Профиль' включает в себя материал базальтовый огнезащитный рулонный фольгированный марки МБОР-16Ф и огнезащитный состав 'ПЛАЗАС' (Приложение 1) и обеспечивает увеличение огнезащитной эффективности до предела огнестойкости не менее 90 минут (3 группа огнезащитной эффективности).

Площадь обработки поверхностей металлических конструкций исчисляется по суммарной площади защищаемых поверхностей, за вычетом площади, которая закрыта стенами, плитами перекрытий и др. Площадь обработки определена по Сборнику №13 'ТЕР-2001-13 Защита строительных конструкций и оборудования от коррозии', в которой приведены соотношения веса и площади для различных профилей стального проката (см. Приложение 1).

Качество огнезащитного покрытия обеспечивается:

- входным контролем материалов на соответствие требованиям ТУ и данного ТР;

- контролем в процессе монтажа равномерности нанесения мастики- визуально.

- целостность МБОРа в процессе монтажа и плотность стыков -визуально.

- контролем внешнего вида на целостность конструкции, отсутствие щелей и трещин - визуально.

После монтажа система может замеряться:

- общая толщина покрытия (электромагнитными приборами) с частичным вскрытием фольгированного покрытия и последующей заклейкой поврежденных мест алюминиевым скотчем. Средняя толщина смонтированного покрытия должна быть не менее 16,5 мм.

Качество подготовки поверхности под покрытие проверяется визуально до нанесения покрытия. Поверхности конструкций должны быть очищены от грязи, ржавчины, окалины, пятен масла, жира и пыли.

Качество покрытия определяется внешним осмотром. Защитный слой покрытия должен быть нанесен по всей поверхности конструкций без пропусков, сколов и отслоений.

После полного нанесения огнезащитной эмали 'САЭ-5БМ' и его просушки в течение 2 - х суток, при помощи измерителя толщины сухого слоя измерить суммарную среднюю толщину огнезащитного покрытия. Количество измерений - не менее 5.

Средняя толщина огнезащитного покрытия должна быть не меньше толщины, выбранной в соответствии с приведенной толщиной металла и требуемым пределом огнестойкости конструкции. Отдельные замеры толщины огнезащитного покрытия не должны быть меньше, чем на 10 % процентов от требуемой толщины.

По результатам измерения составляется акт, в котором фиксируется средняя толщина сухого слоя огнезащитного покрытия.

Краткая характеристика огнезащитной эмали марки 'САЭ - 5БМ'

Огнезащитная эмаль атмосферостойкая 'САЭ - 5БМ' предназначена для защиты металлических конструкций с требованиями по огнестойкости от 0,5 до 1,5 часа, эксплуатируемых как внутри, так и снаружи помещений. Огнезащитная эффективность для несущих металлических конструкций здания предусмотрена как для 3-й группы с обеспечением предела огнестойкости конструкций не менее 90 мин, для несущих металлических балок междуэтажных перекрытий административной вставки здания предусмотрена как для 3-й группы с обеспечением предела огнестойкости конструкций не менее 90 мин.

Огнезащитная эмаль представляет собой суспензию из термостойких газообразующих и пенообразующих наполнителей в органической эмульсии; при высоко температуре образует вспучивающийся, изолирующий пенистый слой. Эмаль не противоречит требованиям охраны окружающей среды. Адгезия - группа 1 (высшая).

Огнезащитная эмаль 'САЭ-5БМ' применяется для повышения предела огнестойкости металлоконструкций. Допускается эксплуатация покрытия в атмосферных условиях. Огнезащитная эмаль 'САЭ-5БМ' производится по ТУ 2312-008-27696171-2003, сертифицирована на соответствие требованиям ГОСТ Р 53295-2009 и ст.ст. 136, 150 Федерального закона от 22.07.2008 г. №123-ФЗ 'Технический регламент о требованиях пожарной безопасности'.

Поверхности конструкций должны быть загрунтованы специальной огнезащитной грунтовкой СОЭ - 07 толщиной не менее 0,15 мм.

Покрытие из эмали может эксплуатироваться при относительной влажности воздуха до 98% в интервале температур от - 40^оС до +100⁰С для металлических конструкций. Повышение температуры свыше 100⁰С не рекомендуется, так как оно ведет к преждевременному медленному процессу вспучивания покрытия, что снизит его эффективность в условиях пожара.

Эксплуатация покрытия должна начинаться через 10 суток после нанесения эмали при стабильных условиях сушки покрытия (температуре воздуха - не ниже 10⁰С, относительной влажности не выше 65%).

Надежность покрытия (отсутствие дефектов) обеспечивается при условии соблюдения требований инструкции по нанесению огнезащитной эмали 'САЭ - 5БМ' на металлические конструкции.

Таблица 2.3. Технические характеристики огнезащитной эмали САЭ-5БМ

Огнезащитная эмаль САЭ-5БМ представляет собой многокомпонентную вспенивающуюся композицию, содержащую в своем составе антипирены, термостойкие (атмосферостойкие) смолы, пигменты. Огнезащитное покрытие при высокой температуре образует теплоизолирующую пену, обеспечивающую эффективную защиту строительных конструкций от воздействия теплового потока и пламени. Огнезащитная эффективность покрытия увеличивает предел огнестойкости стальных конструкций не менее, чем на 45 мин в соответствии с требованиями ГОСТ Р 53295-2009 'Средства огнезащиты для стальных конструкций. Общие требования. Метод определения огнезащитной эффективности'. Покрытие способно воспринимать эксплуатационные деформации защищаемой конструкции без растрескивания за счет своей структуры.

Технические характеристики материала установлены техническими условиями ТУ 2312-008-27696171-03 'Огнезащитная эмаль атмосферостойкая САЭ-5БМ'.

При расходе 2,7 кг/м² и толщине покрытия 1,7 мм предел огнестойкости металлических конструкций не менее R 90; при расходе 1,7 кг/м² и толщине покрытия 1,0 мм предел огнестойкости металлических конструкций R 45.

Конструктивный способ огнезащиты металлических конструкций системой 'ET Профиль-90'

Материал базальтовый огнезащитный рулонный (МБОР) представляет прошитый стеклонитью вязально-прошивным способом холст из супертонких базальтовых волокон, полученных путем переработки расплава горных пород.

МБОР выпускается толщиной 5,8,10,13,16 мм в обкладке базальтовой или стеклотканью с одной или двух сторон, фольгой с одной стороны или без обкладки; поставляется рулонами длиной до 30000 мм; шириной 1500-1700 мм.

В системе 'ET Профиль-90' используется фольгированный МБОР-16Ф (толщиной - 16 мм, шириной 1500+30 мм, длиной 20000+200 мм) .

Поверхность материала не должна иметь грубых дефектов (дыр, протертых мест, масляных загрязнений). Допускаются порезы материала, но не более 2-х на 1 погонный метр, общая длина порезов не более 200 мм на рулон.

Ширина не прошитой кромки - не более 30 мм; площадь не прошитых мест не должна превышать 1% на м².

Фольгированное покрытие должно быть сплошным, без повреждений. Допускается незначительное (до 15 мм) смещение или выступание кромки покрытия относительно основы, а также отдельные повреждения (проколы) фольги размерами не более 5х5 мм в количестве не более 50 на рулон.

В качестве клеящей основы применяется огнезащитный состав 'Плазас' (далее-клеящая смесь), поставляется в плотно закрытой таре в готовом виде.

Упаковка и маркировка материалов должна соответствовать ГОСТ 25880-83 'Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение' и техническим условиям на материал.

Расчет приведенной толщины металла и пределов огнестойкости металлических конструкций здания

Колонны двутавр: 35Ш1 - двутавр.

Материал - сталь класса С-345-1.

Приведенная толщина металла конструкции - F_пр = Sx10 / P.

S - площадь сечения двутавра.

P - периметр обогреваемой поверхности, c учетом примыканий к строительным конструкциям: P=2h+3b-2s (при обогреве с 3х сторон).

Ригели (балки) двутавр: 40Б1 - двутавр горячекатаный с наклонными гранями полок.

Материал - сталь класса с-345-3; С 255.

Приведенная толщина металла конструкции - F_пр = Sx10 / P.

S - площадь сечения двутавра.

P - периметр обогреваемой поверхности, c учетом примыканий к строительным конструкциям: P=2h+3b-2s (при обогреве с 3 сторон).

Приведенная толщина металла конструкции - F_пр = Sx10 / P.

S - площадь сечения швеллера.

P - периметр обогреваемой поверхности, c учетом примыканий к строительным конструкциям: P=2h+4b-2s (при обогреве с 4х сторон).

Связи: профиль 120х4, толщина стенки 6,5 мм.

Профиль 160х4, толщина стенки 6,0 мм.

Материал - сталь С255.

Рис.2.7. Профиль

Типовая форма примыкания балки к конструкциям здания. Обогрев при пожаре осуществляется с 3х сторон.

Приведенная толщина металла конструкции - F_пр = Sx10 / P.

S - площадь сечения.

P - периметр обогреваемой поверхности, c учетом примыканий к строительным конструкциям (при обогреве с 3 сторон).

Таблица 2.4. Требуемая толщина огнезащитного покрытия

Огнезащитная обработка деревянных конструкций бесчердачного покрытия.

Древесина является горючим материалом. Поэтому класс пожарной опасности элементов конструкции из незащищенной древесины будет К3, независимо от времени воздействия огня и требуемого предела их огнестойкости.

Древесина сильнее других строительных материалов подвержена гниению и возгоранию, что существенно ограничивает сферы ее применения. Обработка специализированными составами, такими как пропитки, обмазки и лаки, способна если не в полной мере устранить данные недостатки, то защитить деревянные конструкции от быстрого разрушения.

Согласно СП 2.13130.2012 'Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты', в зданиях с I?IV степенью огнестойкости с чердачными перекрытиями, сделанными из горючих материалов, кровлю следует выполнять из материалов, не подверженных воспламенению, а стропила и обрешетку в сооружениях I степени огнестойкости подвергать обязательной обработке составами I группы огнезащитной эффективности. Более того, в зданиях II?IV степеней огнестойкости необходимо применять составы не ниже II группы огнезащитной эффективности, либо прибегать к способам конструктивной огнезащиты, препятствующим скрытому распространению горения.

Снижение пожарной опасности (повышение класса пожарной опасности до К0, К1, или К2) элементов конструкции из древесины возможно только путем применения средств огнезащиты. Некоторые из таких средств огнезащиты, особенно конструктивные, могут увеличивать предел огнестойкости конструкций.

В качестве огнезащиты для древесины рекомендуется применять огнезащитные составы (далее - ОС) I и II групп огнезащитной эффективности, которая определяется путем маломасштабных лабораторных испытаний в соответствии с ГОСТ Р 53292.

В качестве огнезащиты деревянных конструкций бесчердачного покрытия мы воспользуемся огне- и биозащитный пропиточный состав для древесины и материалов 'Пирилакс'.

Биоперен для древесины и материалов на ее основе 'Пирилакс', выпускаемый по ТУ 2499-027-24505934-05 обеспечивает:

I - (первая) группа огнезащитной эффективности (при нанесении на поверхность с общим расходом не менее 280 г/м²), устойчив к старению (о ГОСТ Р 53292-2009);

II - (вторая) группа огнезащитной эффективности (при нанесении на поверхность с общим расходом не менее 180 г/м²), устойчив к старению (о ГОСТ Р 53292-2009);

при нанесении на поверхность материала 'Пирилакс' с общим расходом не менее 400 г/м² конструкция из древесины имеет следующие показатели пожарной опасности: Г1, В1, РП1, что соответствует классу пожарной опасности строительной конструкции К1, в соответствие с требованиями ст. 13, табл. 3, 6 Федерального закона от 22.07.2008 г. № 123-ФЗ.

Повышенная активность компонентов позволяет использовать состав в жёстких климатических условиях (болотистые местности) зонах риска (места с повышенной влажностью; полы и нижние венцы строений; места контакта с почвой, поверхности, подверженные прямому действию осадков, воды или подвергаемые механическому трению);

Обеспечивает защиту древесины от возгорания, останавливает распространение пламени. Огнезащита до 20 лет;

Снижает растрескивание древесины, замедляет ветшание;

Возможна обработка зимой при температуре от минус 30°С.

Таким образом, при обработке огнезащитным составом 'Пирилакс', (при нанесении на поверхность с общим расходом не менее 400 г/м²), имеющим сертификат соответствия № C-RU.ПБ31.В.00124 ТУ 2499-027-24505934-05, мы приведем деревянные конструкции бесчердачного покрытия к классу пожарной опасности элементов К1, что позволит отнести здание к классу конструктивной пожарной опасности С1.

2.2 Специальные технические условия

Необходимость разработки специальных технических условий обусловлена допущенными отступлениями от требований нормативно-технических документов по пожарной безопасности применяемых для реализации требований 'Технического регламента о требованиях пожарной безопасности' (п. 5.2, табл. 2, п. 1.3 СП 8.13130.2009 'Системы противопожарной защиты, а именно:

- отсутствуют нормативные требования по расходу воды на наружное пожаротушение в табл.2 СП 8.13130.2009.

Специальные технические условия разработаны во исполнение требований:

- пункта 1 приказа МЧС № 710 от 28.10.2011 г. 'Об утверждении административного регламента министерства российской федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий предоставления государственной услуги по согласованию специальных технических условий для объектов, в отношении которых отсутствуют требования пожарной безопасности, установленные нормативными правовыми актами российской федерации и нормативными документами по пожарной безопасности, отражающих специфику обеспечения их пожарной безопасности и содержащих комплекс необходимых инженерно-технических и организационных мероприятий по обеспечению их пожарной безопасности';

- пункта 8 статьи 6 Федерального закона от 30 декабря 2009 года №384-ФЗ 'Технический регламент о безопасности зданий и сооружений';

- пункта 2 статьи 78 Федерального закона Российской Федерации от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ 'Технический регламент о требованиях пожарной безопасности'.

Настоящие специальные технические условия устанавливают требования пожарной безопасности к водопроводу, который предназначен для наружного пожаротушения здания конно-спортивного комплекса, расположенного по адресу: Свердловская область, коттеджный поселок 'Дубрава'.

Специальные технические условия устанавливают и дополняют только оговоренные в них требования пожарной безопасности и не отменяют другие требования пожарной безопасности действующих нормативах документов по пожарной безопасности.

Разработке условий предшествовало определение принципиальных технических решений (в том числе объемно-планировочных и конструктивных решений, применяемых материалов и изделий), анализ имеющейся нормативной базы в отношении конно-спортивного комплекса, расчетных величин пожарного риска в здании, а также технико-экономическое обоснование противопожарных мероприятий.

Так же специальные технические условия содержат комплекс технических и организационных мероприятий, обеспечивающих пожарную безопасность конно-спортивного комплекса. Вместе с тем, по вопросам пожарной безопасности, не отраженным в настоящих специальных технических условиях, необходимо руководствоваться требованиями действующих нормативных документов.

Таким образом, мы переходим к приложениям специально технических условий, а именно:

- Расчет времени эвакуации и пожарного риска;

- Расчет воды на наружное пожаротушение.

Расчет времени эвакуации и пожарного риска

Под эвакуацией понимается процесс самостоятельного движения людей, находящихся под угрозой опасных для жизни человека факторов пожара из помещений здания в безопасную зону через заранее предусмотренные эвакуационные пути и выходы.

Задача эвакуации заключается в том, чтобы создать в помещении такие условия, при которых возникший пожар не представлял бы опасности для здоровья человека в период времени необходимого для эвакуации.

Поставленная задача решается нормируемыми конструктивными и объёмно-планировочными решениями, направленными на изоляцию источников задымления, создание условий для беспрепятственного движения людей при эвакуации, ограничение применения сгораемых отделочных материалов на путях эвакуации.

Главным показателем эффективности решений, обеспечивающих безопасность людей, является время, которое требуется, чтобы люди при пожаре могли без ущерба для здоровья покинуть помещение или здание в целом (_н.б).

Условие безопасности людей считается выполненным, если _рн.б,

где _р расчётное (фактическое) время эвакуации людей, мин.

_н.б необходимое время эвакуации ( время достижения критического значения по одному из опасных факторов пожара), мин.

Соблюдение данного условия в дипломном проекте проверяется расчётным методом. Кроме того, в ходе проверки соответствия путей эвакуации требованиям пожарной безопасности, проверяется соблюдение в проекте следующих условий безопасности:

n_ф n_тр , [1]

где n_ф , n_тр соответственно фактическое и требуемое количество эвакуационных выходов.

_{ф тр} , [2]

где _ф, _тр соответственно фактическая и требуемая ширина эвакуационных выходов, м.

_{ф тр} , [3]

где _ф, _тр соответственно фактическая и требуемая суммарная ширина эвакуационных выходов, м.

l_тр l_ф , [4]

где l_ф, l_тр соответственно фактическая и требуемая длина эвакуационных путей, м.

Эвакуационными путями называют пути, ведущие к эвакуационным выходам и обеспечивающие безопасность людей в течение необходимого времени для эвакуации.

Для расчета времени эвакуации людей из здания использована имитационно-стохастическая модель движения людских потоков (Приложение 4 к Методике определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности).

Для расчета времени блокирования путей эвакуации и динамики развития опасных факторов пожара использовалась интегральная модель согласно Приложению 6 к методике, утвержденной приказом МЧС России № 382 от 30.06.2009 г. 'Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности', с учетом изменений, вносимых в методику приказом МЧС России № 749 от 12.12.2011 г.

Для целей моделирования динамики развития пожара и определения расчетного времени эвакуации людей при пожаре была составлена пространственная модель (топология) объекта. Построение расчетной модели выполнено в комплексе программ 'СИТИС: Спринт' на основании Технического паспорта объекта и натурных измерений. (см. Приложения 2,3,4,5)

Описание возможной динамики развития пожара и вероятных последствий воздействия пожара на людей и конструкции здания

В общей схеме развития пожара следует различать три основные фазы: начальная стадия (не более 10 мин), стадия объемного развития пожара, затухающая стадия пожара.

Пожар: I фаза (10 мин) - начальная стадия, включающая переход возгорания в пожар (1-3 мин) и рост зоны горения (5-6 мин) В течение первой фазы происходит преимущественно линейное распространение огня вдоль горючего вещества или материала. Горение сопровождается обильным дымовыделением, что затрудняет определение места очага пожара. Среднеобъемная температура повышается в помещении до 200⁰С (температура увеличения среднеобъемной температуры в помещении 15⁰С в 1 мин). Приток воздуха в помещение сначала увеличивается, а затем медленно снижается. Очень важно в это время обеспечить изоляцию данного помещения от наружного воздуха и вызвать пожарные подразделения при первых признаках пожара (дым, пламя). Не рекомендуется открывать или вскрывать окна и двери в горящее помещение. В некоторых случаях, при достаточном обеспечении герметичности помещения, наступает самозатухание пожара. Если очаг пожара виден, обнаружен на этой стадии развития пожара, тогда существует возможность принять эффективные меры по тушению огня первичными средствами пожаротушения (огнетушители, ящики с песком, асбестовые полотна, грубошерстные ткани, бочки или емкости с водой) до прибытия пожарных подразделений.

Пожар: II фаза (30-40 мин) - стадия объемного развития пожара

В течение второй фазы происходит бурный процесс, температура внутри помещения поднимается до 250-300⁰С. Начинается объемное развитие пожара, когда пламя заполняет весь объем помещения, и процесс распространения пламени происходит уже не поверхностно, а дистанционно, через воздушные разрывы. Разрушение остекления - через 15-20 мин от начала пожара. Из-за разрушения остекления приток свежего воздуха резко увеличивает развитие пожара. Темп увеличения среднеобъемной температуры - до 50⁰С в 1 мин. Температура внутри помещения повышается с 500-600 до 800-900⁰С. Максимальная скорость выгорания - 10-12 мин. Стабилизация пожара происходит на 20-25 минуте от начала пожара и продолжается 20-30 мин.

На этой стадии развития пожара попытки тушить огонь первичными средствами пожаротушения не только бесполезны, но и приводят к гибели. Если очаг горения выявлен на стадии объемного развития пожара, то роль первичных средств пожаротушения (огнетушители, ящики с песком, асбестовые полотна, грубошерстные ткани, бочки или емкости с водой) сводится только к тому, чтобы не допустить распространение огня по путям эвакуации и, тем самым, обеспечить беспрепятственное спасение людей. Для непосредственного тушения пожара, его локализации и недопущения распространения огня на новые площади до прибытия подразделений пожарной охраны возможно применение (при условии предварительного обесточивания и наличия у персонала опыта тренировочной подготовки) воды из поэтажных пожарных кранов внутреннего противопожарного водопровода.

Лица, являющиеся ответственными за обеспечение пожарной безопасности, обязаны позаботиться о том, чтобы в зоне их ответственности на всех ключах, кнопках и рукоятках управления были надписи, указывающие операцию, для которой они предназначены ('включать', 'отключать', 'убавить', 'прибавить' и др.), чтобы работники могли:

- самостоятельно (без дежурного электрика),

- своевременно (до применения воды из пожарных кранов, огнетушителей),

- безошибочно провести снятие напряжения с объектов в зоне пожара. Кроме того, на лицевой стороне силовых электрощитов и сборок сети освещения должны быть надписи с указанием их наименования и номера, а с внутренней стороны (например, на дверцах) должны быть описи автоматических выключателей, обеспечивающих селективность отключения получающих от них питание потребителей тока.

Пожар: III фаза - затухающая стадия пожара

В течение третьей фазы происходит догорание в виде медленного тления, после чего через некоторое время (иногда весьма продолжительное) пожар догорает и прекращается. Однако, несмотря на затухающую стадию, пожар все равно требует принятия мер по его ликвидации, иначе, под воздействием внезапного порыва ветра или обрушения конструкции, пожар может разгореться с новой силой и отрезать от путей эвакуации работников, потерявших ощущение опасности. Обычно, ликвидация пожара, прошедшего полную стадию объемного развития, требует тщательного пролива водой всех пораженных огнем площадей. При этом, для обнаружения горящих углей и очагов тления необходимо проводить частичную разборку конструкций, сдвигать с мест крупные обгоревшие предметы, а также проверять стены, полы и потолки на ощупь: они должны быть холодными.

Металлические опоры, не покрытые защитным слоем, расширяются под действием высокой температуры и сужаются под действием охлаждающей их воды. Кроме того, при 450⁰С наступает предел текучести незащищенной стали, что значительно увеличивает опасность обрушения конструкции.

Важно понимать, что прибывшие по вызову подразделения пожарной охраны не могут мгновенно приступить к боевым действиям по тушению пожара без проведения соответствующей разведки, которая необходима для оценки обстановки и принятия правильных решений. При проведении разведки руководителю тушения пожара необходимо установить:

- наличие и характер угрозы людям, их местонахождение, пути, способы и средства спасания (защиты), а также необходимость защиты (эвакуации) имущества;

- наличие и возможность вторичных проявлений опасных факторов пожара, в том числе обусловленных особенностями технологии и организации производства на объекте пожара;

- точное место и площадь горения, что именно горит, а также пути распространения огня и дыма;

- наличие, состояние и возможность использования средств противопожарной защиты объекта;

- местонахождение, состояние, возможные способы использования ближайших водоисточников;

- наличие электроустановок под напряжением и целесообразность их отключения;

- возможные пути ввода сил и средств для спасания людей и тушения пожара, а также иные данные, необходимые для выбора решающего направления боевых действий.

Немедленная встреча прибывших к месту пожара подразделений пожарной охраны должностными, ответственными лицами объекта для оказания необходимой консультации по вышеназванным вопросам позволяет значительно сократить время на проведение разведки и повысить эффективность боевых действий пожарных по спасанию людей и ликвидации пожара.

Порядок проведения расчета индивидуального пожарного риска (блок-схема)

Рисунок 2.4. Блок-схема проведения пожарного риска

Описание сценария пожара

В соответствии с п.7 Методики - 'Сценарий пожара представляет собой вариант развития пожара с учетом принятого места возникновения и характера его развития. Сценарий пожара формулируется на основе данных об объемно-планировочных решениях, размещении горючей нагрузки и людей на объекте. При расчете рассматриваются сценарии пожара, при которых реализуются наихудшие условия для обеспечения безопасности людей. В качестве сценариев с наихудшими условиями пожара следует рассматривать сценарии, характеризуемые наиболее затрудненными условиями эвакуации людей и (или) наиболее высокой динамикой нарастания опасных факторов пожара…'. В соответствии с п.17 Методики - 'Для построения полей опасных факторов пожара проводится экспертный выбор сценария или сценариев пожара…'.

Описание сценария С1

Пожар начинается в зоне для посетителей.

Свойства горючей нагрузки приняты - Типовая горючая нагрузка (Зал; 0,5*ДВП + 0,1*(ткань, искуственная кожа ПВХ, ППУ) + 0,2*дерево с покрытием). Вид развития пожара - круговое распространение по твердой горючей нагрузке.

Работа систем противодымной защиты, пожаротушения при моделировании не учитывается.

Эвакуация людей из помещения осуществляется через эвакуационные выходы, расчетные схемы эвакуации прилагаются (Приложение 4).

В данном случае обеспечение пожарной безопасности людей при эвакуации усложняется скоплением людей и условным блокированием: центрального эвакуационного выхода вестибюля.

При моделировании пожара по сценарию в качестве наихудшего варианта принято, что газообмен с атмосферой минимален, а продукты горения и другие опасные факторы пожара интенсивно распространяются по помещениям (двери открыты 100%) (Приложение 5).

Определение расчетного времени эвакуации

Для расчета времени эвакуации и времени скопления принята имитационно-стохастическая модель движения людского потока.

Имитационно-стохастическая модель реализуется программой 'СИТИС: Флоутек ВД 2.70.13261', достоверность реализации модели подтверждена Сертификатом соответствия № РОСС RU.СП15.Н00345 и заключением Академии ГПС МЧС России, письмо № 1539-1-14 от 6.10.2009 г.

Обозначения:

D - плотность потока, м²/м².

f - площадь горизонтальной проекции человека, м².

N - количество человек.

q - интенсивность движения, м/мин

S - площадь участка пути, м².

t_нэ - время начала эвакуации, мин.

t_р - расчетное время эвакуации, мин.

t_ск - время скоплений, мин.

t_э - время эвакуации, мин.

V - скорость движения на участке пути, м/с.

ГМ - группа мобильности.

РТ - расчетная точка.

Сценарий С1

Исходные данные для расчета времени эвакуации Сценарий С1

Топология: Топология_1

Количество этажей: 2

Количество выходов: 3

Количество человек: 27

Распределение людей по выходам

Таблица 2.5. Топология 1

Результаты расчета Сценарий С1

Выход 'Выход_1'

Расчетное время эвакуации: 1,78 мин

Время скопления: 0,10 мин

Время движения из помещений к выходу

Таблица 2.6. Время движения людей из помещений к выходу

Распределение людей по объектам топологии

Этаж_1, Выход_1

Таблица 2.7. Распределение людей по объектам топологии

Ярус_2, Лестница_1

Таблица 2.8 Эвакуация с яруса_2 по лестнице_1

Ярус_2, Лестница_2

Таблица 2.9 Эвакуация с яруса_2 по лестнице_2

Выход 'Выход_2'

Расчетное время эвакуации: 1,40 мин

Время скопления: 0,00 мин

Время движения из помещений к выходу

Таблица 2.10 Время движения из помещений к выходу

Распределение людей по объектам топологии

Этаж_1, Выход_2

Таблица 2.11 Распределение людей по объектам топологии

Выход 'Выход_3'

Расчетное время эвакуации: 1,39 мин

Время скопления: 0,00 мин

Время движения из помещений к выходу

Таблица 2.12 Время движения из помещений к выходу_3

Распределение людей по объектам топологии

Этаж_1, Выход_3

Таблица 2.13 Распределение людей по объектам топологи с 1 этажа через выход_3

Таблица 2.14 Участки с высокой плотностью (D>0.50)

Вывод по расчёту времени эвакуации Сценарий С1

Таблица 2.15 Время движения к выходу Сценарий С1

Таблица 2.16 Время выхода с этажей

Таблица 2.17 Расчетные точки

Максимальное время движения при плотности потока D больше 0,5 чел/м² наблюдается при движении к выходу Выход_1 и составляет 0,10 мин.

Моделирование пожара и определение времени блокирования путей эвакуации

Выбор расчетной модели

Выбор расчетной модели базируется на анализе объемно-планировочных решений объекта и особенностях сценария развития пожара.

Учитывая, что

1) объект представляет собой здание, имеющее развитую систему помещений относительно малого объема простой геометрической конфигурации;

2) характерный размер очага пожара соизмерим с характерными размерами помещения;

3) размеры помещений соизмеримы между собой,

В расчете применяется интегральная модель развития пожара, описывающая среднеобъемные параметры состояния газовой среды в помещениях.

Для расчета используется программа 'СИТИС: ВИМ 1.80.13261', реализующая интегральную модель развития пожара в здании и вероятностную модель распространения пожара по площади. Локальные значения опасных факторов пожара на уровне рабочей зоны определяются исходя из распределения их величин по высоте помещения, полученного Т.Г. Меркушкиной, Ю.С. Зотовым и В.Н. Тимошенко, которое представлено в формуле (29) приложения 2 ГОСТ 12.1.004-91 'ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования'.

Применяемые в программе математические модели более подробно описаны в 'Декларации программы' и 'Техническом руководстве' программы 'СИТИС: ВИМ', а также в разделе III приложения 6 'Методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности' (утвержденной приказом МЧС России №382 'Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности' от 30.06.2009, с учетом изменений, вносимых в методику приказом МЧС России №749 от 12.12.2011).

Достоверность реализации модели, программой 'СИТИС: ВИМ', подтверждена Сертификатом соответствия № РОСС RU.СП15.Н00540

Сценарий С1

Таблица 2.18 Свойства сценария

Таблица 2.19 Свойства поверхности горения

Результаты расчёта Сценарий С1

Таблица 2.20 Предельно допустимые значения опасных факторов пожара

Таблица 2.21 Предельно допустимые значения по видимости

Таблица 2.22 Основные параметры опасных факторов пожара

Таблица 2.23 Время блокирования

Расчет индивидуального пожарного риска

Согласно Методике расчетная величина индивидуального пожарного риска Q_в рассчитывается по формуле:

Q_в= Q_п·(1-K_ап)·P_пp·(1-Р_э)·(1-K_п.з),[5]

Где:

Q_п - частота возникновения пожара в здании в течение года, Q_п = 1,8310^-3 год^-1 (п. 8. [5]);

K_ап - коэффициент, учитывающий соответствие установок автоматического пожаротушения требованиям нормативных документов по пожарной безопасности, K_ап = 0,9;

P_пp - вероятность присутствия людей в здании, определяемая из соотношения P_пp,i = t_функц/24,

где t_функц - время нахождения людей в здании в часах, t_функц = 16,

P_пp = 16/24 = 0,667;

Р_э - вероятность эвакуации людей, определяемая по формуле:

[6]

Где:

t_р - расчетное время эвакуации людей, мин;

t_нэ - время начала эвакуации;

t_нэ = 1,0 мин.;

t_бл - время от начала пожара до блокирования эвакуационных путей в результате распространения на них ОФП (см. Приложение 7) , имеющих предельно допустимые для людей значения (время блокирования путей эвакуации), мин.;

t_ск - время существования скоплений людей на участках пути (плотность людского потока на путях эвакуации превышает значение 0,5). t_ск = 0,10 мин.

Таблица 2.24 Вероятность эвакуации людей

Коэффициент, учитывающий соответствие системы противопожарной защиты, направленной на обеспечение безопасной эвакуации людей при пожаре, требованиям нормативных документов по пожарной безопасности, K_п.з рассчитывается по формуле:

[7]

Где:

K_обн - коэффициент, учитывающий соответствие системы пожарной сигнализации требованиям нормативных документов по пожарной безопасности,

K_обн = 0,8;

K_СОУЭ - коэффициент, учитывающий соответствие системы оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией людей, требованиям нормативных документов по пожарной безопасности,

K_СОУЭ = 0,8;

K_ПДЗ - коэффициент, учитывающий соответствие системы противодымной защиты, требованиям нормативных документов по пожарной безопасности,

K_ПДЗ = 0.

K_п.з = 1 - (1 - 0,8·0,8)·(1 - 0,8·0) = 0,64

Следовательно, индивидуальный пожарный риск в в здание конно-спортивного комплекса по адресу: Свердловская область, Белоярский район, п. Верхнее Дуброво, южнее коттеджного поселка 'Дубрава', составляет:

Q_в = 0,00183·(1-0,9)·0,667·(1-0,999)·(1-0,64) = 4,39·10^-8 год^-1

Вывод об условиях соответствия (несоответствия) объекта защиты требованиям пожарной безопасности

Исходя из требований части 1 Статьи 53 Федерального закона №123-ФЗ от 22.07.2008 г. 'Технический регламент о требованиях пожарной безопасности', каждое здание или сооружение должно иметь объемно-планировочное решение и конструктивное исполнение эвакуационных путей, обеспечивающие безопасную эвакуацию людей при пожаре. При невозможности безопасной эвакуации людей должна быть обеспечена их защита посредством применения систем коллективной защиты. Согласно части 2 данной статьи, для обеспечения безопасной эвакуации людей должны быть:

1) установлены необходимое количество, размеры и соответствующее конструктивное исполнение эвакуационных путей и эвакуационных выходов;

2) обеспечено беспрепятственное движение людей по эвакуационным путям и через эвакуационные выходы;

3) организованы оповещение и управление движением людей по эвакуационным путям (в том числе с использованием световых указателей, звукового и речевого оповещения).

Согласно части 3 данной статьи, безопасная эвакуация людей из зданий и сооружений 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.

Из рассмотренного сценария развития пожара и эвакуации людей следует, что по условиям Сценария С1 осуществляется полная эвакуация людей в безопасную зону, то есть условие безопасной эвакуации людей выполняется.

Расчетное значение пожарного риска в здании конно-спортивного комплекса по адресу: Свердловская область, Белоярский район, п. Верхнее Дуброво, южнее коттеджного поселка 'Дубрава' составляет 4,39·10^-8 год^-1 и не превышает нормативное значение 1·10^-6 год^-1, установленное требованиями ст. 79 Федерального закона от 22.07.2008 г. №123-ФЗ 'Технический регламент о требованиях пожарной безопасности'.

Расчет сил и средств на пожаротушение

Расчет сил и средств на пожаротушение разрабатывается для определения потенциальной возможности спасения людей, доступа личного состава пожарных подразделений и подачи средств пожаротушения к очагу пожара, а также проведения мероприятий по спасению людей и материальных ценностей до потери целостности конструкции.

Данное расчетное обоснование расхода воды на пожаротушение здания конно-спортивного комплекса, выполнено с учетом п.5.6 СП 8.13130.2009 'Системы противопожарной защиты. Источники наружного противопожарного водоснабжения. Требования пожарной безопасности' для специальных технических условий.

Прогнозирование возможной обстановки при возникновении условного пожара

Развитию пожара способствуют сгораемые отделочные материалы, мебель, товары находящиеся внутри помещений. При возникновении пожара на этажах здания, возможно, его распространение на соседние помещения.

Распространение осуществляется через ограждающие конструкции при потере ими огнепреграждающих свойств, в результате непосредственного продвижения фронта пламени по сгораемым материалам, так и вследствие воспламенения сгораемых материалов раскаленными продуктами горения переносимыми конвективными потоками.

С продуктами горения уносится до 50% выделяющейся на пожаре теплоты, скорость распространения продуктов сгорания может достигать 10-100 м/мин.

Возможная площадь пожара зависит от величины пожарной нагрузки, свойств веществ и материалов в зоне горения, наличие или отсутствие огнепреграждающих конструкций. Основными показателями, влияющими на развитие пожара, являются: скорость распространения горения, время свободного развития пожара.

Исходя из анализа пожарной опасности объекта, рассмотрены сценарии возникновения и развития пожаров, при реализации которых возникает опасность для людей, находящихся в зоне поражения опасными факторами пожара и вторичными последствиями воздействия опасных факторов пожара. В качестве наиболее опасных сценариев возникновения и развития пожара рассмотрены:

1. Возникновение и развитие пожара в помещении конного манежа на зрительных трибунах. Для данного сценария площадь определяется для круговой формы пожара.

2. Возникновение и развитие пожара в помещении хранения спортивного инвентаря. Для данного сценария площадь определяется для прямоугольной формы пожара.

Над очагом пожара формируется конвективная колонка. Конвективная колонка, поднимаясь над очагом пожара, достигает потолка и растекается по нему веерной струей. Формируется задымленная зона помещения над очагом пожара. Огонь будет распространяться по стеллажам с материальными ценностями по всем направлениям.

Горение будет сопровождаться сильным задымлением. На первоначальном этапе основную опасность для людей будет представлять задымление помещений. По мере задымления помещения значение показателей ОФП возрастает, распространяется по всему зданию.

Сценарий № 1: Возникновение и развитие пожара в помещении конного манежа на зрительных трибунах.

Условия расчёта

Отказ систем автоматической противопожарной защиты - наихудший вариант.

Исходные данные для проведения расчёта

1 Средняя скорость движения пожарного автомобиля - V_сл. =40 км/ч;

2 Линейная скорость развития пожара (табличное значение с учётом характеристики объекта)V_лин. =0,7 м/мин. (Справочник РТП Иванникова В.П.);

3 Огнетушащее вещество - вода (вода со смачивателем).

4 Требуемая интенсивность подачи огнетушащего вещества- I_тр. = 0,2 л/с•м²(Справочник РТП Иванникова В.П.).

5 Расстояние от объекта до ближайшего пожарного депо принимаем L = 3 км;

6 Время сообщения о пожаре в подразделение пожарной охраны принимаем t_сообщ = 2 мин.

7 Время сбора личного состава по тревоге принимаем t_сб. = 1 мин.

8 Время обнаружения пожара принимаем t_обн. = 2 мин. (наличие круглосуточного дежурства пожарного поста).

9 Время боевого развертывания принимаем t_бр. = 2 мин.

Тактический замысел

В результате короткого замыкания электропроводки возник пожар в помещении конного манежа на зрительных трибунах.

Расчётная часть

1 Определяем время следования первых прибывших подразделений пожарной охраны):

t_сл. = 60 • L/V_сл = 4,5 мин

2 Определяем время свободного развития пожара (время до начала подачи огнетушащих веществ первыми прибывшими подразделениями пожарной охраны):

t_св. = t_сообщ.+ t_обнар. + t_сб.+ t_сл. + t_бр. = 2+2+1+4,5+2=11,5 мин

3 Определяем расстояние, на которое может распространиться пожар за время свободного развития. С учетом того, что время свободного горения более 10 мин. формула примет вид:

R = 5•V_л + V_л•t₂ = 5•0,7+0,7•(11,5-10) = 4,55 м, где

t₂= t_св.-10, мин.

Огонь будет распространяться на зрительных трибунах. Форма пожара - круг.

4 Определяем возможную площадь пожара:

S_пож. = р • R² = 3,14•4,75²= 70,84 м².

5 Определяем требуемый расход воды на нужды пожаротушения:

Q_треб. = S_пож. • I_тр. = 70,84•0,20=14,16 л/с

6 Определяем количество пожарных стволов, которое необходимо подать для локализации пожара и его тушения:

N _{ств. туш.} = Q_п./q_ств. = 14,16/3,5=4,05=5 стволов РСК-50,

где q_ств. - производительность указанного прибора тушения.

7 Определяем количество пожарных стволов, необходимое для защиты строительных конструкций:

Q_тр^защ=S_защ • I_тр.защ, где

S_защ - площадь деревянных конструкций кровли над очагом пожара защищаемого участка:

S_защ = S_пож.= 70,8 м2

I_тр.защ.=0,5 • I_тр=0,5*0,2=0,1л/с*м²,

Q_тр.защ.=70,8 • 0,1=7,08 л/с

N _{ств. защ.} = Q_тр.защ./q_ств. =7,08/3,5=2,01

для защиты деревянных конструкций кровли над очагом пожара принимаем 2 (два) ствола РСК-50.

N _{ств. защ.} = 2 РСК-50.

8 Определяем общее количество пожарных стволов, необходимое для тушения пожара и защиты строительных конструкций:

N _ств. = N _{ств. туш.} + N _{ств. защ.} = 2 + 5 = 7 стволов РСК-50

9 Определяем фактический расход воды на нужды пожаротушения:

Q_ф. = Q_фт+ Q_фз = 7 + 17,5 = 24,5 л/с.

Сценарий № 2: Возникновение и развитие пожара в помещении хранения спортивного инвентаря.

Условия расчёта

Отказ систем автоматической противопожарной защиты - наихудший вариант.

Исходные данные для проведения расчёта

1 Средняя скорость движения пожарного автомобиля - V_сл. =40 км/ч;

2 Линейная скорость развития пожара (табличное значение с учётом характеристики объекта)V_лин. =0,6 м/мин. (Справочник РТП Иванникова В.П.);

3 Огнетушащее вещество - вода (вода со смачивателем).

4 Требуемая интенсивность подачи огнетушащего вещества- I_тр. = 0,25 л/с•м²(Справочник РТП Иванникова В.П.).

5 Расстояние от объекта до ближайшего пожарного депо принимаем L = 3 км;

6 Время сообщения о пожаре в подразделение пожарной охраны принимаем t_сообщ = 2 мин.

7 Время сбора личного состава по тревоге принимаем t_сб. = 1 мин.

8 Время обнаружения пожара принимаем t_обн. = 2 мин. (наличие круглосуточного дежурства пожарного поста).

9 Время боевого развертывания принимаем t_бр. = 2 мин.

Тактический замысел

В результате короткого замыкания электропроводки возник пожар в помещении хранения спортивного инвентаря.

Расчётная часть

1 Определяем время следования первых прибывших подразделений пожарной охраны):

t_сл. = 60•L/V_сл = 4,5 мин

2 Определяем время свободного развития пожара (время до начала подачи огнетушащих веществ первыми прибывшими подразделениями пожарной охраны):

t_св. = t_сообщ.+ t_обнар. + t_сб.+ t_сл. + t_бр = 2+2+1+4,5+2=11,5 мин

3 Огонь будет распространяться в помещении хранения спортивного инвентаря. Форма пожара - прямоугольник. Определяем возможную площадь пожара. С учетом того, что время свободного горения более 10 мин. формула примет вид:

S_пож. = n•a•(5•V_л + V_л•t₂) = 2•6•(5•0,6+0,6•(11,5-10)) = 39,6 м², где

t₂= t_св.-10, мин.

a - ширина помещения, a =6 м .

n -число направлений распространения огня, при одинаковом значении V_л

4 Определяем требуемый расход воды на нужды пожаротушения:

Q_треб. = S_пож. • I_тр. =39,6 • 0,28 = 11,1 л/с

5 Определяем количество пожарных стволов, которое необходимо подать для локализации пожара и его тушения:

N _{ств. туш.} = Q_п./q_ств. = 11,1 /3,5=3,17=4 ствола РСК-50,

где q_ств. - производительность указанного прибора тушения.

6 Определяем количество пожарных стволов, необходимое для защиты строительных конструкций:

Q_тр^защ=S_защ • I_тр.защ, где

S_защ - площадь конструкций кровли над очагом пожара защищаемого участка:

S_защ = S_пож• 0,75_.= 39,6 • 0,75=29,7 м²

I_тр.защ.=0,5 • I_тр=0,5*0,28=0,14 л/с*м²,

Q_тр.защ.=29,7 • 0,14=4,158 л/с

N _{ств. защ.} = Q_тр.защ./q_ств. =4,158/3,5=1,19

для защиты конструкций кровли над очагом пожара принимаем 2 (два) ствола РСК-50.

N _{ств. защ.} = 2 РСК-50.

7 Определяем общее количество пожарных стволов, необходимое для тушения пожара и защиты строительных конструкций:

N _ств. = N _{ств. туш.} + N _{ств. защ.} = 4 + 2 = 6 стволов РСК-50

8 Определяем фактический расход воды на нужды пожаротушения:

Q_ф. = Q_фт+ Q_фз = 14 + 7= 21,0 л/с.

Вывод по расчетам

В расчетном обосновании расхода воды на пожаротушение здания конно-спортивного комплекса были рассмотрены два сценария возникновения развития пожара с расчетом фактического расхода воды на нужды пожаротушения с учетом расхода воды, необходимого для защиты строительных конструкций:

1. Возникновение и развитие пожара в помещении конного манежа на зрительных трибунах - Q_ф. = 24,5 л/с.

2. Возникновение и развитие пожара в помещении хранения спортивного инвентаря - Q_ф. = 21 л/с.

Водоотдача водопроводной сети составляет 60 л/с, что в полной мере обеспечит необходимый расход воды для успешных действий подразделений пожарной охраны по тушению возможного пожара.

Вывод по главе 2: Оценка соответствия огнестойкости несущих конструкций здания конно-спортивного комплекса.

Запроектированный конно-спортивный комплекс (Ф2.1), согласно п. 6.6.1 СП 2.13130.2012, исходя из характеристик высоты и площади этажа в пределах пожарного отсека, не соответствовал требуемой степени огнестойкости (IV-я степень огнестойкости) и классу конструктивной пожарной опасности (С3).

Для приведения здания в соответствие с установленными требованиями нами были предусмотрены следующие мероприятия:

1. Обработав несущие металлические конструкции здания: колонны, балки и ригели огнезащитной эмалью 'САЭ-5БМ' и несущие конструкции: вертикальные связи усиления колонн конструктивным способом огнезащиты - системой 'ЕТ Профиль', мы обеспечили предел огнестойкости строительных конструкций здания конно-спортивного комплекса не ниже R 90. Степень огнестойкости здания конно-спортивного комплекса предусмотрена II, в соответствие с требованиями ст. 87, табл. 21 Федерального закона от 22.07.2008 г. №123-ФЗ 'Технический регламент о требованиях пожарной безопасности'.

2. Для обеспечения необходимого класса пожарной опасности была осуществлена огнезащитная обработка деревянных конструкций бесчердачного покрытия огнезащитным составом 'Пирилакс'. Конструкции привели к классу пожарной опасности элементов К1. Класс пожарной опасности здания конно-спортивного комплекса предусмотрен С1, в соответствие с требованиями ст. 87, табл. 22 Федерального закона от 22.07.2008 г. №123-ФЗ 'Технический регламент о требованиях пожарной безопасности'.

Ввиду отсутствия нормативных требований по расходу воды на наружное пожаротушение были разработаны специально-технические условия, которые содержат комплекс технических и организационных мероприятий, обеспечивающих пожарную безопасность конно-спортивного комплекса. В ходе разработки специально-технических условий был обоснован требуемый расход воды на наружное пожаротушение здания конно-спортивного комплекса, а также определено расчетное значение пожарного риска, которое составило 4,39·10^-8 год^-1 и не превышает нормативное значение 1·10^-6 год^-1 установленное требованиями ст. 79 Федерального закона от 22.07.2008 г. №123-ФЗ 'Технический регламент о требованиях пожарной безопасности'.

Дополнительными мероприятиями для проектируемого конно-спортивного комплекса мы предлагаем:

- разработать в отношении Объекта оперативный план пожаротушения и специальные правила пожарной безопасности. Регулярно (не реже двух раз в год) проводить пожарно-технические учения по отработке плана пожаротушения.

- создать отдельный пожарный пост с круглосуточным дежурством подготовленного персонала, или заключить договор с организацией, имеющей лицензию на тушение пожаров.

Таким образом, мы обеспечили приведение здания в соответствие с требованиями нормативных документов в области пожарной безопасности, доказали безопасность людей при проектных объемно-планировочных решениях, предложили ряд организационно-технических мероприятий, направленных на обеспечение пожарной безопасности здания конно-спортивного комплекса.

3. Экологическое влияние выбранных состав и способов огнезащиты конно-спортивного комплекса

Защита окружающей среды является важнейшей социально-экономической задачей.

В условиях современной развитой промышленности при возрастающем ее уровне происходит постепенное наступление на окружающую среду, ведущее к коренным, подчас необратимым ее изменениям.

Охрана окружающей среды от загрязнений - не только важнейшая социальная задача, но и серьезный фактор повышения эффективности общественного производства. Загрязнение атмосферы, водных источников и почвы приводит к снижению отдачи всех видов. производственных ресурсов. Экономический ущерб от загрязнений окружающей среды проявляется в росте заболеваемости населения, ускорении износа и порче основных фондов и личного имущества граждан, падении продуктивности земельных, водных и лесных ресурсов.

Огнезащита 'ET Профиль' применяется для комплексной защиты от огня металлических конструкций различных видов: стальные каркасы, балки, перекрытия, колонны и т.п. Система огнезащиты 'ET Профиль' является универсальной, и может применяться для защиты металлических конструкций в жилых и производственных зданиях и строительных сооружениях любого типа, в том числе и быстровозводимых, а так же в образовательных и медицинских учреждениях, на пищевых и химических производствах, и на предприятиях общепита, где как правило предъявляются высокие требования по пожарной безопасности.

Огнезащитная краска вспучивающего типа широко применяются для огнезащиты металлоконструкций 'САЭ-5БМ'. В обычных условиях огнезащитные краски ведут себя как любые другие высококачественные лакокрасочные покрытия. При воздействии высоких температур покрытия вспучиваются, образуя углеродистую пену, обладающую высокими теплоизолирующими свойствами и защищающую материал от огня и нагрева.

'САЭ-5БМ' -- быстросохнущая без запаха, не летуче, не токсична, экологически безопасна.

Антипирены 'Пирилакс' - это пропитки на водной основе и они безвредны для человека и животных, что подтверждено институтом гигиены им. Ф.Ф.Эрисмана и санитарно-эпидемиологическими заключениями.

Применяемые средства огнезащиты конно-спортивного комплекса экологически безопасны.

4. Охрана труда на объекте

Исполнители огнезащитных работ должны быть обеспечены спецодеждой (резиновые или хлопчатобумажные перчатки, хлопчатобумажные комбинезоны, защитные очки). Для защиты органов дыхания рекомендуется использовать респираторы соответствующего назначения. Выполнение работ без защитных средств не допускается.

При попадании огнезащитной эмали на кожу или слизистую оболочку, пораженное место следует промыть большим количеством воды и при необходимости, обратиться к врачу.

При выполнении огнезащитных работ запрещается:

- размещать инструменты, материалы и другие предметы на элементах металлических конструкции;

- изменять последовательность производимых операций по огнезащитной обработке кабелей, изложенную в ППР;

- самостоятельно сокращать перечень мер безопасности при проведении огнезащитных работ, изложенных в ППР.

Общие требования по технике безопасности при работе с эмалью должны соответствовать ГОСТ 12.3.034 и действующим СНиП.

При выполнении работ по огнезащите строительных металлоконструкций системой 'ET Профиль-90' следует руководствоваться требованиями СНиП 111-4-79 'Техника безопасности в строительстве' и технических условий. Помещения для работ по подготовке монтажа должны хорошо проветриваться.

К работе по монтажу допускаются лица не моложе 18-ти лет, прошедшие медицинское освидетельствование, ознакомленные с правилами производства работ, свойствами применяемых материалов и.

Перед началом работы необходимо провести инструктаж работников непосредственно на рабочем месте. Проведение инструктажа регистрируется в специальном журнале и подтверждается подписью работника, прошедшего инструктаж.

При раскрое материала и перемешивании мастики необходимо применять средства индивидуальной защиты, соответствующие требованиям ГОСТ 12.4.011-87 'Система стандартов безопасности труда. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация' - газопылезащитные респираторы РУ-60М, РУ-60МУ, перчатки, очки.

При использовании электроинструмента необходимо соблюдать требования безопасности, предусмотренные в инструкциях по эксплуатации данного оборудования.

5. Технко-экономическое сравнение вариантов

Предлагается экономически обосновать необходимость выбранных материалов огнезащиты.

Аналогом огнезащитной эмали 'САЭ-5БМ' является ОГРАКС, ТЕРМОБАРЬЕР

Таблица 4.1 Средний расход и рыночная стоимость защитных эмалей

Стоимость работ по Свердловской области на данный момент колеблется от 90-200 руб/м²

Средняя стоимость грунтовых покрытий 40 руб/кг, расход 0,2 кг/м²

Таблица 4.2 Расход эмали

Таблица 4.3 Сравнительная таблица итоговой стоимости покрытия эмалью

Видно, что использование САЭ-5БМ экономически выгодно.

Так же при проектировании огнезащиты мы выбрали систему 'ЕТ Профиль', так как иные способы повышения огнестойкости конструкций нецелесообразны. Аналогом же системы 'ЕТ Профиль' на рынке огнезащитных материалов являются системы ОГНЕСПАС МЕТАЛЛ, ОГНЕМАТ® Проф. Площадь покрытия 105 м².

Таблица 4.4 Сравнительная таблица стоимости систем огнезащиты

Исходя из таблицы 4.4 мы выбрали наиболее экономически выгодную систему при одинаковых параметрах огнезащиты.

Площадь обработки деревянных конструкций равна 4224 м², на рынке аналогичных 'Пирилакс' материалов практически нет, но для сравнения экономической эффективности мы выбрали 'МИГ-09'.

Для покрытия огнезащитным составом 'Пирилакс', для приведения к классу пожарной опасности строительных конструкций С0, расход материала (Q) равен 400 г/м²:

N=4224*400=1689600 г = 1689,6 кг

Фасовка огнезащитного состава 1кг, 3,3 кг, 10,5 кг, 24 кг, 50 кг.

Нам потребуется 33 упаковки по 50 кг, и 4 упаковки по 10,5, с запасом в 2,4 кг.

Стоимость упаковки в 50 кг равна 12070 рублей, упаковки в 10,5 кг равна 3950 рублей.

Итого стоимость материала огнезащитного состава 'Пирилакс', требуемого для покрытия деревянных конструкций конно-спортивного комплекса 414410 рублей.

Для покрытия огнезащитным составом 'МИГ-09', нам потребуется с расходом материала (Q) равным 200 г/м²:

N=4224*200=844800 г = 844,8 кг

Фасовка огнезащитного состава 25 кг.

Нам потребуется 34 упаковки, с запасом в 5,2 кг.

Стоимость упаковки в 25 кг - 1760 рублей.

Итого стоимость материала огнезащитного состава 'МИГ-09', требуемого для покрытия деревянных конструкций конно-спортивного комплекса 59840 рублей.

Разница в стоимости между огнезащитными составами колоссальна, но, учитывая срок защиты и стоимость работ по нанесению получим:

Таблица 4.5. Сравнительная таблица стоимости огнезащитного состава

За период в 20 лет, затраты:

1. ''Пирилакс':

С_общ = 1*250*4224+1*414410= 1410470 рублей

2. 'МИГ-09'

С_общ = 2*500*4224+2*59840= 4343580 рублей

Вывод по данному сравнению: используя 'Пирилакс', выгоднее другой огнезащитной обработки в 3 раза.

Проведя технико-экономическое сравнение средств огнезащиты, мы делаем вывод, что использование огнезащитной эмали 'САЭ-5БМ', системы огнезащиты 'ЕТ Профиль' и огнезащитного состава 'Пирилакс' - является экономически эффективным.

Заключение

В ходе написания дипломного проекта: 'Оценка огнестойкости несущих конструкций строящегося конно-спортивного комплекса в п. Верхнее Дуброво Свердловской области' была проведена следующая работа:

- приведена характеристика здания, проанализированы конструктивные решения здания;

- определены конструкции, участвующие в общей устойчивости и геометрической неизменяемости здания при пожаре;

- определены конструкции, для которых фактический предел огнестойкости определяется инженерно-техническим расчетом и оценочным способом по МДС 21-1.98 (Пособие к СНиП 21-01-97 'Пожарная безопасность зданий и сооружений');

- разработаны мероприятия для приведения в соответствие здания к существующим противопожарным требованиям;

- на основании оценки основных строительных конструкций разработан проект огнезащиты, для приведения конно-спортивного комплекса к II-ой степени огнестойкости;

- приведены в соответствие деревянные конструкции бесчердачного покрытия к классу пожарной опасности элементов К1, обеспечив класс пожарной опасности С1 для здания конно-спортивного комплекса;

- осуществлена предварительная разработка специальных технических условий, с определением необходимого расхода воды для нужд пожаротушения и расчетного значения величины пожарного риска в отношении здания конно-спортивного комплекса;

- осуществлена оценка соответствия проектируемого объекта в целом на соответствие требованиям пожарной безопасности, установленным Федеральным законом от 22.07.208 г. № 123-ФЗ 'Технический регламент о требованиях пожарной безопасности';

- произведено экономическое обоснование предложенных технических решений. Определено, что наиболее экономически-выгодными вариантами для повышения огнестойкости несущих конструкций - системой 'ЕТ Профиль', огнезащитным составом 'Пирилакс' и огнезащитной эмалью 'САЭ-5БМ'.

Таким образом, работу считаю полностью проработанной и завершенной. Цель достигнута, тема работы раскрыта в полном объеме, все задачи выполнены.

Список использованной литературы

1. Федеральный закон 'Технический регламент о требованиях пожарной опасности' № 123-ФЗ от 22 июля 2008 года.

2. Федеральный закон 'О пожарной безопасности' № 69-ФЗ от 21.12.1994 г.

3. Федеральный закон 'О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации в связи с принятием Федерального закона 'Технический регламент о требованиях пожарной опасности' № 247-ФЗ от 09 ноября 2009 года.

4. Российская Федерация. Законы. Градостроительный кодекс Российской Федерации [Текст] : федер. закон: [Принят Государственной Думой 22 декабря 2004 года. : одобр. Советом Федерации 24 июля 2004 г.]. - М. : Проспект, 2009(с изм.). - 174с.

5. Российская Федерация. Законы. Технический регламент о безопасности зданий и сооружений [Текст] : федер. закон: [Принят Государственной Думой 23 декабря 2009 года: - одобр. Советом Федерации 25 декабря 2009 г.]. - М. : Проспект, 2009'.

6. Правила противопожарного режима в Российской Федерации, утверждены Постановлением Правительства от 25 апреля 2012 г. № 390.

7. Постановление Правительства Российской Федерации от 31 марта 2009 года № 272 г. 'О порядке проведения расчетов по оценке пожарного риска'.

8. 'Методика определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности', утвержденная приказом МЧС России от 30.06.2009 г. № 382 с учетом изменений, вносимых в методику приказом МЧС России № 749 от 12.12.2011 г.

9. СП 4.13130.2013 Системы противопожарной защиты. Ограничение распространения пожара на объектах защиты. Требования к объемно-планировочным и конструктивным решениям.

10. СП 2.13130.2012 Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты

11. СП 5.13130.2009 Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования.

12. СП 3.13130.2009 Системы противопожарной защиты. Система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре. Требования пожарной безопасности.

13. СП 11.13130.2009 Места дислокации подразделений пожарной охраны. Порядок и методика определения

14. СП 12.13130.2009 Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности.

15. Демехин, В. Н. Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре [Текст] : учебник для слушателей и курсантов пожарно-технических образовательных учреждений МЧС России / В. Н. Демехин, И. Л. Мосалков, Г. Ф. Плюснина, А. Ю. Серков, А. Ю. Фролов, Е. Т. Шурин. - М. : АГПС МЧС России, 2003. - 656 с.

16. Конструкции строительные Методы определения пожарной опасности Стены наружные с внешней стороны [Текст] : ГОСТ 31251-2003 : принят Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) 23 октября 2003 г. - 28 с.'.

17. Конструкции строительные. Метод определения пожарной опасности [Текст] : ГОСТ 30403-96 : принят Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации и техническому нормированию в строительстве (МНТКС) 15 мая 1996. - М. : Минстрой России, ГУПП ЦПП, 1996. - 13 с.

18. Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции [Текст] : ГОСТ 30247.1 утв. постановлением Минстроя РФ от 23 марта 1995 г. № 18-26 . - М. : Издательство стандартов, 1996. - 11 с.

19. Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования [Текст] : ГОСТ 30247.0 : принят Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации и техническому нормированию в строительстве (МНТКС) 17 ноября 1994 № 18-26. - М. : Издательство стандартов, 1996. - 11 с.

20. Пособие по определению пределов огнестойкости конструкций, пределов распространения огня по конструкциям и групп возгораемости материалов (к СНиП II-280) [Текст] : утв. приказом ЦНИИСК им. С.В. Кучеренко Госстроя СССР от 19.12.1984 №351/л. - М. : Стройиздат, 1985. - 59 с.

21. Техническая информация (в помощь инспектору государственной противопожарной службы) [Текст] : справочник. - М. : ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2003 - 38 с.).

22. Огнестойкость и пожарная опасность строительных конструкций [Текст] (Федоров В.С., Левитский В.Е., Молчадский И.С., Александров А.В.) - М.: АСВ, 2009. - 408с.

23. 'Техническая эксплуатация и обследование строительных конструкций'; В.С. Абрашитов, Издательство АСВ, Москва 2002 г.

24. . Б. Бартелеми, Ж. Крюппа. Огнестойкость строительных конструкций.-Перев. с франц., Москва: Стройиздат, 1985.

25. Климушин Н.Г. Пожарная безопасность зданий из легких металлических конструкций.- М.: Стройиздат, 1990.-112 е.

26. Астапенко В.М., Кошмаров Ю.А„ Молчадский И.С., Шевляков А.Н. Термогазодинамика пожаров в помещениях. М.: Стройиздат, 1998. -448 е.

27. Яковлев А.И. 'Расчет огнестойкости строительных конструкций'. -М.:1. Стройиздат, 1988 г. 143с.

28. Сычев В.И., Жуков В.В. Огнестойкость строительных конструкций, 1976 г.

29. Романенко И.Г., Зигерн-Корн В.Н. Огнестойкость строительных конструкций из эффективных материалов. -М.: Стройиздат, 1984.240 е.

30. В.П. Бушев, В.А. Пчелинцев, B.C. Федоренко, A.M. Яковлев 'Огнестойкость зданий', Стройиздат, 1970,261 с.

31. Ф.Е.Гитман, В.Г.Олимпиев. Расчет железобетонных перекрытий на огнестойкость. М., 1970. 127 с.

32. К.Ковач, Д.Мейсарош. Расчет огнестойкости конструкций зданий: пер. с венгерск. яз. Будапешт, 1970

33. Ройтман В.М. Инженерные решения по оценке огнестойкости проектируемых и реконструируемых зданий. М.: Ассоциация 'Пожарная безопасность и наука', 2001 г. - 382 с.

34. А.П.Ваничев. Приближенный метод решения задач теплопроводности в твердых телах.- Издательство бюро новой техники. М., 1947. 62 с.

35. Вельский Г.Е., Насонкин В.Д. О расчете стальных конструкций на огнестойкость по методу предельных состояний// Строительная механика и расчет сооружений.-1981.- №5.

36. http://www.pogaranet.ru/qa/496.html

37. http://www.elburo.ru/rd/infrahim.htm

38. http://www.mchs.gov.ru/

39. https://ru.wikipedia.org/wiki

Приложение 1

Огнезащитный состав 'Плазас' МБОР-16 Ф

Приложение 2

Вид объемный конно-спортивного комплекса

Приложение 3

Вид конно-спортивного комплекса

Приложение 4

'Топология'

Приложение 5

Схемы эвакуации, разбиение на участки Сценарий С1

Этаж_1

Этаж_1. Количество выходов на этаже: 3 Количество человек на этаже: 19

Время движения к выходам: Выход_1 - 1,78 мин (22 чел.) Выход_02 - 1,40 мин (3 чел.) Выход_03 - 1,39 мин (2 чел.)

Максимальное время выхода с этажа: 1,78 мин (Выход_1)

Ярус_2

Ярус_02. Количество выходов на ярусе: 2 Количество человек на ярусе: 8

Время движения к выходам: Лестница_01 - 1,18 мин (4 чел.) Лестница_02 - 1,21 мин (4 чел.)

Максимальное время выхода с этажа: 1,21 мин (Лестница_02)

Приложение 6

Вид модели Сценарий С1

Этаж_01

Приложение 7

Графики развития опасных факторов пожара