Разработка противопожарных мероприятий

Разработка противопожарных мероприятий

Дипломный проект

Разработка противопожарных мероприятий

Введение

пожарный безопасность инженерный защита

В целях защиты жизни и здоровья граждан, имущества физических и юридических лиц, охраны окружающей среды на территории, в здании и помещениях должны выполняться требования пожарной безопасности - специальные условия социального и технического характера, установленные в целях обеспечения пожарной безопасности законодательством Российской Федерации, нормативными документами или уполномоченным государственным органом.

Объекты должны иметь системы пожарной безопасности, направленные на предотвращение воздействия на людей опасных факторов пожара, в том числе их вторичных проявлений на требуемом уровне.

Особенно актуальной на сегодня является пожарная безопасность общественных зданий, которые должны быть оборудованы самой совершенной сигнализацией, работающей бесперебойно.

Группа общественных зданий включает весьма широкий спектр зданий, отличающихся по количеству присутствующих в них людей, по количеству пожарной нагрузки, а также по характеру (режиму) функционирования. Кроме того, в пределах каждого из перечисленных признаков наблюдаются существенные различия, требующие дифференцированного подхода к решению задач по обеспечению пожарной безопасности. Так, при решении вопроса обеспечения безопасности людей в случае пожара, необходимо учитывать психофизиологические особенности присутствующего в здании контингента, степень знания планировочных особенностей здания, а также уровень готовности к восприятию сигнала о пожаре и выполнению необходимых действий по эвакуации из здания. С точки зрения обеспечения защиты находящихся в здании материальных ценностей следует учитывать не только размеры ожидаемого материального ущерба, но и социальную значимость возможных потерь от пожара.

Основной способ обеспечения безопасности людей при пожарах в общественных зданиях и сооружениях - это их эвакуация в безопасную зону. Безопасной зоной считаются помещения (участки помещений) внутри зданий и пространство снаружи здания (в т.ч. участки кровли, эстакады и другие подобные элементы зданий), где исключается воздействие опасных факторов пожара на людей. 

Требуемый уровень обеспечения пожарной безопасности людей с помощью использования систем предотвращения пожара, систем противопожарной защиты и организационно-технических мероприятий должен быть не менее 0,999999 предотвращения воздействия опасных факторов пожара в год в расчете на каждого человека, а допустимый уровень пожарной опасности для людей должен быть не более 10^-6 воздействия опасных факторов пожара, превышающих допустимые значения, в год в расчете на каждого человека.

Статистика пожаров по Омской области за 2011-2012 г.г., показывает, что количество пожаров в зданиях, помещениях и предприятиях торговли увеличилось с 33 до 36 в год. Материальный ущерб от пожара составил 4674 тыс. рублей в 2011 году и 4462 тыс. рублей в 2012 году. Всего на пожаре погибло 189 человек в 2011 году и 198 человек в 2012 году. В зданиях, помещениях и предприятиях торговли в 2011 году не погиб ни один человек, а в 2012 году - 4.

В данной выпускной квалификационной работе проведена разработка противопожарных мероприятий в здании Центрального детского универмага «Дружный мир» г. Омска.

Цель выпускной квалификационной работы - показать уровень квалификации инженера по пожарной безопасности.

Задачи выпускной квалификационной работы:

        проанализировать пожарную опасность Центрального детского универмага «Дружный мир»;

-                                                                                                           разработать мероприятия, направленные на повышение существующего уровня пожарной безопасности на данном объекте.

1. Характеристика объекта

1.1   Описание объекта

Объект - Центральный детский универмаг «Дружный мир», расположенный по адресу пр. Карла Маркса, 7.

Объект представляет собой 5-ти этажное здание предприятия торговли с подвальным помещением и двумя надстройками. Здание II степени огнестойкости, класс функциональной пожарной опасности Ф 3.1, класс конструктивной пожарной опасности С-0.

К зданию со стороны двора пристроены северный и южный 2-х этажные дебаркадеры. На первых этажах дебаркадеров находятся приемные отделения, на вторых этажах расположены административные помещения.

В подвале находятся складские помещения и помещения инженерного оборудования здания.

На первом, втором и третьем этажах расположены торговые залы размером 1224 м² каждый и помещения административно-бытового назначения.

Четвертый и пятый этажи отведены под складские и административно-бытовые помещения.

Над 5 этажом две надстройки (северная и южная), разделенных между собой чердачным помещением площадью 1346,55 м². Там находится машинное отделение.

Планируется пристройка дополнительных торговых площадей к 1-3-му этажам, подвалу, между дебаркадерами.

Здание каменное, конструкция каркасная. Каркас из железобетонных колонн и балок. Ограждающие конструкции (стены и перегородки) - кирпичная кладка. Перекрытия - пустотные и кровельные плиты перекрытия, местами монолитный железобетон. Внутренние перегородки выполнены из кирпича. Межэтажные перекрытия выполнены из железобетонных плит. Кровля рубероидная по железобетонным плитам.

В Центральном детском универмаге «Дружный мир» расположены торговые площади, в которых осуществляется торговля детской одеждой и игрушками, спортивным инвентарём, бытовой продукцией, мебелью, сувенирами.

Режим работы Универмага с 10:00 до 21:00 без обеда и выходных. Режим работы административно-управленческого аппарата с 9:00 до 18:00, перерыв на обед с 13:00 до 14:00, выходные дни - суббота и воскресенье.

Общая численность персонала по штату-320 человек, ежедневно находятся на территории: в будние дни - 320 человек, в выходные - 210 человек. На предприятии имеется собственная служба безопасности численностью 22 человека. Ежедневно к несению дежурства привлекаются 8 человек, в том числе 2 человека, остаются дежурить в ночное время (3 человека в летнее время, с учетом работы временно расположенного на крыльце универмага летнего кафе).

Большая пожарная нагрузка торговых залов заключается в наличии:

        большого количества мебели;

-                                                                                                           большого количества сгораемых материалов (игрушки, одежда, парфюмерия и косметика);

                                                                                                            складских помещений.

Наружное противопожарное водоснабжение универмага, осуществляется от городской водопроводной сети. В непосредственной близости от универмага находится 6 ПГ: ПГ №66 К-150, Р-4 атм., Q-14 л/с пр. Маркса, 4 «В»; ПГ №67 К-150, Р-3 атм., Q-10 л/с, пр. Маркса, 4 «В»; ПГ №271 К-300, Р-3 атм., Q-20 л/с, ул. Чкалова, 25; ПГ №273 К-150, Р-4 атм., Q-10 л/с, ул. Чкалова, 33; ПГ №274, К-150, Р-4 атм., Q-10 л/с, ул. Чкалова, 35; ПГ №336 К-250, Р-3 атм., Q-10 л/с, пр. Маркса, 5 «А» (рис.1).

Внутреннее п/п водоснабжение универмага осуществляется от 26 пожарных кранов (ПК): подвал - 3 ПК, 1 этаж - 4 ПК, 2 этаж - 4 ПК, 3 этаж - 4 ПК, 4 этаж - 5 ПК, 5 этаж - 6 ПК.

Рисунок 1. Схема противопожарного водопровода

Отопление центральное водяное от ТЭЦ 5, калориферы в дебаркадерах. Вентиляция приточно-вытяжная, естественная, включение осуществляется с пульта управления, расположенного на проходной. Сплитсистемы, осуществляющие климат контроль. Имеется система дымоудаления (не рабочая). В здании расположены 3 лифта - 2 грузовых и 1 пассажирский, планируются еще 2 лифта и траволатор. Освещение: электрическое 220 В осуществляется от подстанция городской сети 1*11-402, расположенной во дворе универмага. Связь осуществляется по внешней и внутренней телефонной сети.

Подъездные пути к зданию асфальтированные. Подъезд к зданию с улиц Чкалова, Красных Зорь.

Здание оборудовано системой оповещения людей о пожаре 3-го типа, который обеспечивает: автоматизированное речевое оповещение людей, включение световых табло «ВЫХОД». Помещение разбито на 10 зон оповещения. Последовательность оповещения определена исходя из условий обеспечения безопасности.

В здании выполнена спринклерная водяная система пожаротушения. Неотапливаемые помещения (приемные отделения ("дебаркадеры") и витражи) защищаются дренчерными направлениями, присоединенными к питающим трубопроводам спринклерных направлений через клапаны с электропуском. В качестве побудительной системы для дренчерных направлений используется пожарная сигнализация.

Питание системы пожаротушения водой предусматривается от двух независимых вводов водопровода Ду 200 (по 1 категории).

Количество эвакуационных выходов с первого этажа 8, со второго этажа - 6, с третьего - 4, с четвертого, пятого и шестого по 2 с этажа. Лестницы и лестничные клетки, предназначенные для эвакуации, являются лестницами 2-го типа. Открывание дверей эвакуационных выходов по направлению выхода людей из здания.

Помещения оборудованы первичными средствами пожаротушения - огнетушителями.

Пожарная охрана - ПЧ-1 4 отряд ФПС по Омской области, ул. Пушкина, 54, тел. 31-83-00.

1.2   Определение класса функциональной пожарной опасности здания

Здания (сооружения, строения, пожарные отсеки и части зданий, сооружений, строений - помещения или группы помещений, функционально связанные между собой) по функциональной пожарной опасности в зависимости от их назначения, а также от возраста, физического состояния и количества людей, находящихся в здании, сооружении, строении, возможности пребывания их в состоянии сна подразделяются на различные классы. В соответствии со статьей 32 [1] здание Центрального детского универмага «Дружный мир» относится к классу Ф3.1 - здания организаций торговли.

1.3   Определение требуемой степени огнестойкости и класса конструктивной пожарной опасности здания

Степень огнестойкости зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков - классификационная характеристика зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков, определяемая пределами огнестойкости конструкций, применяемых для строительства указанных зданий, сооружений, строений и отсеков [1]. В соответствии с табл. 3 [15] для пятиэтажных зданий с площадью этажа в пределах пожарного отсека равной 2500 м² определена I, II степень огнестойкости. Согласно проектной документации фактическая степень огнестойкости - СОII.

Класс конструктивной пожарной опасности зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков - классификационная характеристика зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков, определяемая степенью участия строительных конструкций в развитии пожара и образовании опасных факторов пожара [1]. В соответствии с табл. 6.11 [6] требуемый класс конструктивной пожарной опасности здания - С0.

1.4   Экспертиза уровня пожарной безопасности объекта

Проведение экспертизы уровня пожарной безопасности здания Центрального детского универмага «Дружный мир» осуществляется с целью выявления несоответствия объемно-планировочных, конструктивных и инженерно-технических решений объекта основным противопожарным нормам.

К объемно-планировочным решениям противопожарной защиты относят проекты внутренней планировки зданий с обоснованием выбранного варианта площади противопожарных отсеков и секций; проекты планировочных решений эвакуационных путей, входов и выходов. В свою очередь конструктивные решения характеризуются рациональным выбором соответствующих строительных конструкций (стен, перегородок, перекрытий и т.д.) со степенью огнестойкости, соответствующей требуемой для данного типа здания. Выбор и установка систем пожарной автоматики, внутреннего противопожарного водопровода и иных систем противопожарной защиты определяют комплекс инженерно-технических решений обеспечения пожарной безопасности здания.

В соответствии со статьей 80 [1] конструктивные, объемно - планировочные и инженерно-технические решения зданий, сооружений и строений должны обеспечивать в случае пожара:

        эвакуацию людей в безопасную зону до нанесения вреда их жизни и здоровью вследствие воздействия опасных факторов пожара;

-                                                                                                           возможность проведения мероприятий по спасению людей;

                                                                                                            возможность доступа личного состава подразделений пожарной охраны и доставки средств пожаротушения в любое помещение зданий, сооружений и строений;

                                                                                                            возможность подачи огнетушащих веществ в очаг пожара;

                                                                                                            нераспространение пожара на соседние здания, сооружения и строения.

Экспертиза строительных конструкций объекта

Экспертиза конструктивных решений здания «Дружный мир» целесообразнее провести в виде экспертизы основных строительных конструкций в соответствии с классом их конструктивной пожарной опасности и пределом огнестойкости. Согласно пункту 5.17 [16] степень огнестойкости здания определяется огнестойкостью его строительных конструкций. Поэтому зная фактическую степень огнестойкости всего здания, и воспользовавшись табл. 21, 22, 23 [1], определим соответствие конструктивных элементов здания нормативным требованиям. Результаты систематизируем в табл. 1.

Таблица 1. Экспертиза строительных конструкций

П_ф, П_тр - значения фактического и требуемого пределов огнестойкости строительной конструкции соответственно.

К_ф, К_тр - фактический и требуемый класс пожарной опасности строительной конструкции соответственно.

Сокращение «н. н.» означает, что показатель не нормируется.

Вывод: в результате проведения экспертизы строительных конструкций здания, нарушений норм пожарной безопасности не выявлено.

Экспертиза условий спасения и эвакуации людей из здания

Эвакуация представляет собой процесс организованного самостоятельного движения людей наружу из помещений, в которых имеется возможность воздействия на них опасных факторов пожара. Эвакуацией также следует считать несамостоятельное перемещение людей, относящихся к маломобильным группам населения, осуществляемое обслуживающим персоналом. Эвакуация осуществляется по путям эвакуации через эвакуационные выходы [16].

Спасение представляет собой вынужденное перемещение людей наружу при воздействии на них опасных факторов пожара или при возникновении непосредственной угрозы этого воздействия. Спасение осуществляется самостоятельно, с помощью пожарных подразделений или специально обученного персонала, в том числе с использованием спасательных средств, через эвакуационные и аварийные выходы [16].

В соответствии со статьей 53 [1] каждое здание, сооружение или строение должно иметь объемно-планировочное решение и конструктивное исполнение эвакуационных путей, способствующее безопасной эвакуации людей при пожаре. Для обеспечения эвакуации людей должны быть:

        установлено необходимое количество, размеры и соответствующее конструктивное исполнение эвакуационных путей и эвакуационных выходов;

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

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

Безопасная эвакуация людей из зданий, сооружений и строений при пожаре считается обеспеченной, если интервал времени от момента обнаружения пожара до завершения процесса эвакуации людей в безопасную зону не превышает необходимого времени эвакуации людей при пожаре.

Теперь произведем экспертизу основных решений по эвакуации людей из здания Центрального детского универмага «Дружный мир». Результаты систематизируем в табл. 2.

Таблица 2. Экспертиза основных решений по эвакуации людей из здания

Вывод: в результате проведения экспертизы основных решений по эвакуации людей из здания нарушения требований пожарной безопасности не выявлены.

Экспертиза систем отопления и вентиляции объекта

Проведем экспертизу проектных решений систем отопления и вентиляции здания Центрального детского универмага «Дружный мир».

Таблица 3. Экспертиза проектных решений систем отопления и вентиляции

Вывод: в результате проведения экспертизы проектных решений систем отопления и вентиляции нарушений требований пожарной безопасности не выявлено.

Экспертиза систем пожарной автоматики объекта

Проведена экспертиза систем пожарной автоматики объекта, результаты приведены в табл.4.

Таблица 4. Экспертиза систем пожарной автоматики объекта

Вывод: согласно проведенной экспертизы выявлены нарушения НПБ 110-03 табл.1 п. 10.3 и СП 3.13130.2009 табл. 2 п.8, а именно:

        отсутствует автоматическая установка пожарной сигнализации;

-                                                                                                           здание оборудовано системой оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре 3-го типа, а необходим 4-ый тип.

Экспертиза противопожарного водоснабжения объекта

Источники наружного противопожарного водоснабжения - это наружные водопроводные сети с пожарными гидрантами и водные объекты, используемые для целей пожаротушения [9]. Произведем экспертизу систем внутреннего и наружного противопожарного водопровода на предмет соответствия нормативным требованиям. Результат систематизируем в табл. 5.

Таблица 5. Экспертиза систем внутреннего и наружного противопожарного водопровода

Вывод: в результате проведения экспертизы проектных решений систем внутреннего и наружного противопожарного водопровода нарушений норм пожарной безопасности не выявлено.

Экспертиза противопожарных разрывов и подъездов к зданию

Проведена экспертиза противопожарных разрывов и подъездов к зданию, результаты систематизированы в табл.6.

Таблица №6. Экспертиза противопожарных разрывов и подъездов к зданию

Вывод: в результате проведения экспертизы противопожарных разрывов и подъездных путей нарушений норм пожарной безопасности не выявлено.

2. Определение уровня обеспечения пожарной безопасности людей в здании Центрального детского универмага «Детский мир»

В соответствии с [3] требуемый уровень обеспечения безопасности людей с помощью систем противопожарной защиты должен быть не менее 0,999999 вероятности предотвращения воздействия опасных факторов пожара в год в расчете на каждого человека. Допустимый уровень пожарной опасности для людей должен быть не более 10^-6 вероятности воздействия опасных факторов пожара, превышающих предельно допустимые значения, в год в расчете на каждого человека.

2.1 Методика определения уровня пожарной безопасности в здании

Для определения уровня обеспечения пожарной безопасности в здании воспользуемся методикой предложенной в приложении 2 [3]. Её сущность заключается в определении вероятности предотвращения воздействия (P_В) опасных факторов пожара (ОФП) для пожароопасной ситуации, при которой место возникновения пожара находится на первом этаже вблизи одного из эвакуационных выходов из здания.

Вероятность предотвращения воздействия ОФП (P_В) на людей в объекте вычисляют по формуле (2.1):

                                                                                            (2.1)

где  Q_B - расчетная вероятность воздействия ОФП на отдельного человека в год.

Уровень обеспечения безопасности людей при пожарах отвечает требуемому, если:

                                                                                               (2.2)

где Q_B^H - допустимая вероятность воздействия ОФП на отдельного человека в год.

Допустимую вероятность Q_B^H принимают равной 0,000001.

Вероятность (Q_B) вычисляют для людей в каждом здании (помещении) по формуле (2.3):

                                                                        (2.3)

где Q_П - вероятность пожара в здании в год, равная 0,0203 [20];

P_Э - вероятность эвакуации людей;_П.З - вероятность эффективной работы технических решений противопожарной защиты.

Вероятность эвакуации (P_Э) вычисляют по формуле (2.4):

                                                                       (2.4)

где Р_Э.П - вероятность эвакуации по эвакуационным путям;

P_Д.В - вероятность эвакуации по наружным эвакуационным лестницам, переходам в смежные секции здания.

Вероятность (P_э.п) вычисляют по формулам (2.5):

                                                      (2.5)

где  t_бл - время от начала пожара до блокирования эвакуационных путей в результате распространения на них ОФП, имеющих предельно допустимые для людей значения, мин;

tр - расчетное время эвакуации людей, мин;н.э - интервал времени от возникновения пожара до начала эвакуации людей, мин.

Расчетное время эвакуации людей из помещений и зданий устанавливается по расчету времени движения одного или нескольких людских потоков через эвакуационные выходы от наиболее удаленных мест размещения людей.

При расчете весь путь движения людского потока подразделяется на участки (проход, коридор, дверной проем, лестничный марш, тамбур) длиной l_i и шириной d_i.

При определении расчетного времени длина и ширина каждого участка пути эвакуации принимаются по проекту. Длина пути по лестничным маршам, а также по пандусам измеряется по длине марша. Длина пути в дверном проеме принимается равной нулю. Проем, расположенный в стене толщиной более 0,7 м, а также тамбур следует считать самостоятельным участком горизонтального пути, имеющим конечную длину l_i.

Расчетное время эвакуации людей (t_р) следует определять как сумму времени движения людского потока по отдельным участкам пути t_i по формуле (2.6):

                                                                            (2.6)

где t₁ - время движения людского потока на первом (начальном) участке, мин;

t₂, t₃,..., t_i - время движения людского потока на каждом из следующих после первого участка пути мин.

Время движения людского потока по первому участку пути (t₁), мин, вычисляют по формуле (2.7):

                                                                                                (2.7)

где  l₁ - длина первого участка пути, м;

v₁, - значение скорости движения людского потока по горизонтальному пути на первом участке, определяется по табл. 2 [3] в зависимости от плотности D.

Плотность людского потока (D₁) на первом участке пути, м²/м², вычисляют по формуле (2.8):

                                                                                          (2.8)

где  N₁ - число людей на первом участке, чел.;

f - средняя площадь горизонтальной проекции человека, принимаемая равной:

        взрослого в домашней одежде - 0,1 м²;

-                                                                                                           взрослого в зимней одежде - 0,125 м²;

-                                                                                                           подростка - 0,07 м²;

d₁, - ширина первого участка пути, м.

Скорость v₁ движения людского потока на участках пути, следующих после первого, принимается по табл. 2 [3] в зависимости от значения интенсивности движения людского потока по каждому из этих участков пути, которое вычисляют для всех участков пути, в том числе и для дверных проемов, по формуле (2.9):

                                                                                       (2.9)

где  d_i, d_i-1 - ширина рассматриваемого i-гo и предшествующего ему участка пути, м;

q_i, q_i-1 - значения интенсивности движения людского потока по рассматриваемому i-му и предшествующему участкам пути, м/мин.

Если значение q_i, определяемое по формуле (2.9), меньше или равно значению q_max, то время движения по участку пути (t_i) в минуту:

                                                                                                 (2.10)

при этом значения q_max следует принимать равными, м/мин:

        для горизонтальных путей - 16,5;

-                                                                                                           для дверных проемов - 19,6;

-                                                                                                           для лестницы вниз - 16;

-                                                                                                           для лестницы вверх - 11.

Если значение q_i, определенное по формуле (2.9), больше q_max, то интенсивность и скорость движения людского потока по участку пути i определяют по табл. 2 [3] при значении D=0,9 и более. При этом должно учитываться время задержки движения людей из-за образовавшегося скопления.

При слиянии в начале участка i двух и более людских потоков (рис. 1) интенсивность движения (q_i,), м/мин, вычисляют по формуле (2.11):

                                                                                    (2.11)

где  q_i-1- интенсивность движения людских потоков, сливающихся в начале участка i, м/мин.

d_i-1 - ширина участков пути слияния, м;

d_i - ширина рассматриваемого участка пути, м.

Рисунок 1. Слияние людских потоков

Время t_бл вычисляют путем расчета значений допустимой концентрации дыма и других ОФП на эвакуационных путях в различные моменты времени. Допускается время t_бл принимать равным необходимому времени эвакуации t_нб.

Необходимое время эвакуации рассчитывается как произведение критической для человека продолжительности пожара на коэффициент безопасности. Предполагается, что каждый опасный фактор воздействует на человека независимо от других.

2.2 Определение расчетного времени эвакуации людей из здания

Анализируя планировку здания, можно сделать предположение, что время эвакуации из здания целиком будет определяться временем эвакуации людей из наиболее удаленной точки с самого верхнего, пятого этажа здания Согласно методике, весь путь эвакуации разобьем на отдельные расчетные участки. При определении границ участков на пути движения к эвакуационному выходу исходим из того, что в пределах расчетного участка не должна изменяться ширина пути и не должно быть слияния потоков. При таких условиях принимаем интенсивность и скорость движения постоянными по длине участка.

Количество участков, их геометрические параметры и количество людей на них приведены в табл. 7. Схема расположения участков путей эвакуации приведена в прил.1.

Таблица 7. Параметры участков пути эвакуации

Участок 1 (начальный, горизонтальный путь)

N₁ = 32 человека;

f = 0,125 м² (взрослый человек в зимней одежде);

Используя метод линейной интерполяции и данные табл. 2 приложения 2 [7] при такой плотности потока v и q будут составлять:₁=78 м/мин;

q₁=8,4 м/мин.

Согласно формуле (2.7) время движения потока на этом участке будет:

Участок 2 (горизонтальный путь)

Согласно методике скорость движения людского потока на участках пути, следующих после первого, принимается по табл. 2 [3] в зависимости от значения интенсивности движения людского потока по каждому из этих участков пути, которое вычисляют для всех участков пути, в том числе и для дверных проемов, по формуле:

Так как , то используя метод линейной интерполяции и данные табл. 2 приложения 2 [3] при такой интенсивности движения людского потока v будет составлять:₂=78 м/мин.

Согласно формуле (2.10) время движения потока на этом участке будет:

Участок 3 (горизонтальный путь)

Так как , то используя метод линейной интерполяции и данные табл. 2 приложения 2 [3] при такой интенсивности движения людского потока v будет составлять:₃=95 м/мин.

Согласно формуле (3.10) время движения потока на этом участке будет:

Участок 4 (лестница вниз)

Так как , то используя метод линейной интерполяции и данные табл. 2 приложения 2 [3] при такой интенсивности движения людского потока v будет составлять:₄=100 м/мин.

Согласно формуле (2.10) время движения потока на этом участке будет:

Участок 5 (лестница вниз)

Так как , то используя метод линейной интерполяции и данные табл. 2 приложения 2 [3] при такой интенсивности движения людского потока v будет составлять:₅=100 м/мин.

Согласно формуле (2.10) время движения потока на этом участке будет:

Участок 6 (лестница вниз)

Аналогично пятому участку время движения людей по участкам 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 будет равно 0,035 мин.

Участок 14 (горизонтальный путь)

Так как , то используя метод линейной интерполяции и данные табл. 2 приложения 2 [3] при такой интенсивности движения людского потока v будет составлять:

v₁₄=100 м/мин.

Согласно формуле (2.10) время движения потока на этом участке будет:

Определение общего времени эвакуации из здания в целом

Согласно формуле (2.6) расчетное время эвакуации из здания управления Центрального детского универмага «Дружный мир» будет равно:

_р=t₁+t₂+t₃+t₄+9xt₅+t₁₄=0,60+0,012+0,024+9х0,035+0,02=1,006 мин.

2.3 Определение необходимого времени эвакуации людей из здания

Необходимое время эвакуации из здания управления (t_нб) в соответствии с [3] определяется как произведение критического для человека времени по продолжительности пожара, когда на него начинают влиять опасные факторы пожара (ОФП) и коэффициента безопасности (0,8):

                                                                                             (2.14)

Расчет t_нб производится для наиболее опасного варианта развития пожара, характеризующегося наибольшим темпом нарастания ОФП в одном из помещений первого этажа, находящегося вблизи центрального эвакуационного выхода. Необходимо рассчитать значения критической продолжительности пожара (t_кр) по условию достижения каждым из ОФП предельно допустимых значений в зоне пребывания людей (рабочей зоне). Наиболее опасным сценарием развития событий является эвакуация людей с пятого этажа здания через лестничную клетку. В соответствии с пунктом 2.5 [7] в качестве критерия опасности для людей, находящихся выше очага пожара, рассматривается условие достижения одним из ОФП предельно допустимого значения в лестничной клетке на уровне этажа пожара, то есть на уровне пятого этажа.

Из полученных в результате расчетов значений критической продолжительности пожара выбирается минимальное в соответствии с условием:

.                                                                (2.15)

Расчет времени наступления критических условий ОФП осуществляется:

        по повышенной температуре

                                                                  (2.16)

        по потере видимости

                                                            (2.17)

-      по пониженному содержанию кислорода

                                                                    (2.18)

-      по каждому из газообразных токсичных продуктов горения

                                                                       (2.19)

где: t₀ - начальная температура воздуха в помещении. Примем t₀= 22⁰ С;

n - показатель степени, учитывающий изменение массы выгорающего материала во времени. Для кругового распространения пожара n=3;

А - размерный параметр, учитывающий удельную массовую скорость выгорания горючего материала и площадь пожара, кг*с^-n. Для кругового распространения пожара А вычисляется по формуле:

А = 1,05 Ψ_F υ², n=3;                  (2.20)

где: Ψ - удельная массовая скорость выгорания. В качестве основной пожарной нагрузки принимается деревянная мебель и ткань (одежда, игрушки), следовательно, Ψ по справочным данным принимаем равной 0,00145 кг/С³;

υ - линейная скорость распространения пламени по поверхности горящего вещества. В соответствии с табл. 7 [19] линейная скорость распространения пламени по поверхности при влажности 8-12% составляет 0,0108 м/с.

В - размерный комплекс, зависящий от теплоты сгорания материала и свободного объема помещений, кг:

                                                                                         (2.21)

где:

        Q- низшая теплота сгорания материалов. В соответствии с табл. 7[19] Q= 14,7 МДж/кг;

С_r - удельная изобарная теплоемкость дымового газа. Согласно справочным данным С_r при температуре 100⁰С составляет 0,001068 МДж/кг;

η - коэффициент полноты горения. По справочным данным принимаем η для древесины при влажности 10% равной 0,97;

V_с - свободный объем помещения. Свободный объем помещения соответствует разности между геометрическим объемом и объемом оборудования или предметов, находящихся внутри. Если рассчитать свободный объем невозможно, допускается принимать его равным 80% геометрического объема. В здании Центрального детского универмага «Дружный мир» свободный объем лестничной клетки составит 255м³.

φ - средний коэффициент теплопотерь. Допускается при отсутствии данных принимать φ=0,3;

Lnp - предельная дальность видимости в дыму. При отсутствии специальных требований значение данного параметра принимается равным 20 м;

D_m - дымообразующая способность горящего материала. Согласно справочным данным табл. 7 [19] для зданий I-II степени огнестойкости D_m составляет 82 Нпм²/кг;

Е - начальная освещенность помещения. При отсутствии специальных требований значения Е принимается равным 50лк;

a - коэффициент отражения предметов на путях эвакуации. При отсутствии специальных требований значение α принимается равным 0,3.- удельный выход токсичных газов при сгорании 1 кг материала. При горении мебели и тканей L_co=0,0022 кг·кг^-1, L_co2=1,285 кг·кг^-1;

Х - предельно допустимое содержание токсичного газа в помещении, кг м^-3. Согласно справочным данным Х_СО2 =0,ll кгм^-3; Х_СО =1,16х10^-3 кгм^-3; Х_HCL=23х10^-6 кгм^-3;_О2 - удельный расход кислорода. Согласно справочным данным удельный расход кислорода для древесины в виде мебели и тканей составит (-1,437) кг· кг^-1;

Z - безразмерный параметр, учитывающий неравномерность распределения ОФП по высоте помещения., который определяется по формуле:

                                                                 (2.22)

где: Н - высота помещения, в котором возник пожар, равная 3,82м;

h - высота рабочей зоны, которая определяется по формуле:

= h_пл + 1,7 - 0,5d;                      (2.23)

где: h_пл - высота площадки, на которой находятся люди, над полом помещения, равная 0 м;

d - разность высот пола, равная нулю при горизонтальном его расположении;

Следовательно:

= h_пл + 1,7 - 0,5d = 0+1,7+0=1,7 м.

Используя формулы 3.16 - 3.22 произведем необходимые вычисления:

А = 1,05 Ψ υ²= 1,05´0,0145´0,0108²= 0,0000018 кг⋅с^-3

;

.

Таким образом время наступления критических значений ОФП будет равно:

        по повышенной температуре:

;

-      по потере видимости:

;

-      по пониженному содержанию кислорода:

;

-      по каждому из газообразных токсичных продуктов горения:

.

Отрицательное число под знаком логарифма означает, что диоксид углерода в данном случае не представляет для человека опасность и в расчет не берется.

.

Отрицательное число под знаком логарифма означает, что оксид углерода в данном случае не представляет для человека опасность и в расчет не берется.

Отрицательное число под знаком логарифма означает, что хлороводород в данном случае не представляет для человека опасность и в расчет не берется.

Из полученных в результате расчетов значений критической продолжительности пожара выбираем минимальное - 71,29 секунды.

Необходимое время эвакуации людей (t_нб), мин, из рассматриваемого помещения рассчитываем по формуле (3.14):

Таким образом время от начала пожара до блокирования эвакуационных путей (t_бл) в результате распространения на них ОФП принимаем равным необходимому времени эвакуации (t_нб).

2.4 Определение вероятности предотвращения воздействия ОФП на людей до применения дополнительных средств противопожарной защиты

В соответствии с формулой (2.5) при () вероятность эвакуации по эвакуационным путям (Р_э.п) равна 0. Принимая вероятность эвакуации людей по наружным эвакуационным лестницам и другим путям эвакуации (Р_д.в.) равной 0,03 вероятность эвакуации (P_Э) людей из здания составит в соответствии с формулой (2.4):

.

Вероятность эффективной работы технических решений противопожарной защиты (Р_п.з) вычисляют по формуле (2.24) [3]:

;                                                          (2.24)

где n- число технических решений противопожарной защиты в здании;

R_i- вероятность эффективного срабатывания i-го технического решения равная 0,95 для каждой системы. Следовательно:

.

Таким образом, согласно формуле (2.3):

.

Полученное значение Q_в не соответствует требованиям формулы (2.2), так как .

По формуле (2.1) определим вероятность предотвращения воздействия ОФП (P_В) на людей в здании:

.

Полученное значение  менее допустимого , что не соответствует нормативным требованиям.

3. Инженерные решения по противопожарной защите объекта

.1 Предложения по улучшению уровня пожарной безопасности объекта

Целью создания систем противопожарной защиты является защита людей и имущества от воздействия опасных факторов пожара и (или) ограничение его последствий.

Защита людей и имущества от воздействия опасных факторов пожара и (или) ограничение его последствий обеспечиваются снижением динамики нарастания опасных факторов пожара, эвакуацией людей и имущества в безопасную зону и (или) тушением пожара.

Системы противопожарной защиты должны обладать надежностью и устойчивостью к воздействию опасных факторов пожара в течение времени, необходимого для достижения целей обеспечения пожарной безопасности [1].

Поскольку полученная величина уровня обеспечения безопасности людей при пожаре (также называемая индивидуальным пожарным риском) превышает нормативное значение, то в здании следует предусмотреть дополнительные противопожарные мероприятия, направленные на обеспечение безопасной эвакуации людей.

В соответствии с [3] противопожарная защита должна достигаться применением одного из следующих способов или их комбинацией:

        применением средств пожаротушения и соответствующих видов пожарной техники;

-                                                                                                           применением автоматических установок пожарной сигнализации и пожаротушения;

                                                                                                            применением основных строительных конструкций и материалов, в том числе используемых для облицовок конструкций, с нормированными показателями пожарной опасности;

                                                                                                            применением прописки конструкций объектов антипиренами и нанесением на их поверхности огнезащитных красок (составов);

                                                                                                            устройствами, обеспечивающими ограничение распространения пожара;

                                                                                                            организацией с помощью технических средств, включая автоматические, своевременного оповещения и эвакуации людей;

                                                                                                            применением средств коллективной и индивидуальной защиты людей от опасных факторов пожара;

                                                                                                            применением средств противодымной защиты.

В результате проведения экспертизы уровня пожарной безопасности здания Центрального детского универмага «Дружный мир» были выявлены несоответствия основным противопожарным нормам. А именно:

        нарушение пункта 10.3 табл.1 [14] - отсутствует автоматическая установка пожарной сигнализации;

-                                                                                                           нарушение пункта 8 табл.2 [7] - тип системы оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре не соответствует требуемому.

Для улучшения уровня пожарной безопасности объекта необходимо устранить выявленные нарушения.

Так же в связи с тем, что здание Центрального детского универмага «Дружный мир» находится на реконструкции, необходимо:

        предусмотреть систему автоматического пожаротушения для пристраиваемой части здания;

-                                                                                                           разработать план эвакуации в соответствии с изменениями в планировке объекта.

3.2 Автоматическая пожарная сигнализация

Пожарная сигнализация - это совокупность технических средств, предназначенных для обнаружения пожара, обработки, передачи в заданном виде извещения о пожаре, специальной информации и (или) выдачи команд на включение автоматических установок пожаротушения и включение исполнительных установок систем противодымной защиты, технологического и инженерного оборудования, а также других устройств противопожарной защиты [1].

Основными составляющими системы пожарной сигнализации являются:

        извещатели пожарные;

-                                                                                                           приборы приемно-контрольные пожарные;

                                                                                                            приборы управления пожарные;

                                                                                                            системы передачи извещений о пожаре;

                                                                                                            другие приборы и оборудование для построения систем пожарной сигнализации.

Пожарный извещатель (ПИ) - техническое средство, предназначенное для формирования сигнала о пожаре. [1].

В соответствии с [13] извещатели классифицируются:

        по способу приведения в действие на: автоматические и ручные.

-                                                                                                           по виду контролируемого признака пожара автоматические ПИ подразделяют на следующие типы: тепловые, дымовые. пламени, газовые, комбинированные.

                                                                                                            по способу электропитания ПИ подразделяют на: питаемые по шлейфу, питаемые по отдельному проводу, автономные.

                                                                                                            по возможности установки адреса в ПИ их подразделяют на: адресные, неадресные.

Ручные извещатели предназначены для ручного включения сигнала пожарной тревоги в системах пожарной сигнализации и пожаротушения. Они обеспечивают передачу в шлейф пожарной сигнализации тревожного извещения при включении приводного элемента (рычага, кнопки, хрупкого элемента или иного приспособления, предназначенного для перевода извещателя из дежурного режима в режим выдачи тревожного извещения при помощи механического воздействия). В отличие от ручных, автоматические извещатели реагируют на факторы, сопутствующие пожару, автоматически.

Тепловые извещатели являются средствами обнаружения конвективного тепла от очага пожара и реагируют на повышение температуры окружающей среды.

Дымовые извещатели являются средствами обнаружения аэрозольных продуктов термического разложения и реагируют на частицы твердых или жидких продуктов горения или пиролиза в атмосфере. На начальной стадии пожара в результате процесса медленного горения выделяется большое количество дыма, представляющего собой совокупность твердых частиц, взвешенных в воздухе или другой газообразной среде. Дымовые извещатели построены, исходя из двух принципов обнаружения дыма: оптического и ионизационного. Принцип действия ионизационных (радиоизотопных) извещателей основан на изменении электрических параметров радиоизотопной камеры. Эта камера является чувствительным элементом дымового извещателя и определяет его основные характеристики. Принцип действия оптических (оптико-электронных) извещателей основан на контроле оптической плотности среды. Контролируя оптические свойства среды, дым можно обнаружить двумя способами: по ослаблению первичного светового потока (за счет уменьшения прозрачности окружающей среды) и по интенсивности отраженного (рассеянного) светового потока частицами, из которых состоит дым.

Пожарные извещатели пламени являются средствами обнаружения оптического излучения пламени очага пожара и реагируют на электромагнитное излучение пламени или тлеющего очага пожара.

Газовые извещатели являются средствами обнаружения невидимых газообразных продуктов термического разложения и реагируют на газы, выделяющиеся при тлении или горении материалов. В газовых извещателях, в основном, применяются полупроводниковые газовые сенсоры и датчики на основе электрохимических преобразователей.

Комбинированные извещатели совмещают контроль нескольких факторов пожара одновременно и бывают теплодымовыми, светодымовыми, теплосветовыми и т.д.

Максимальные извещатели фиксируют наличие первичного признака пожара по превышению порога, заданного в абсолютной величине (конкретное значение концентрации дыма, оптической плотности, температуры окружающего воздуха и т.д.). Дифференциальные извещатели реагируют на превышение порога по скорости изменения контролируемого признака. Максимально-дифференциальные извещатели реагируют на превышение порога как по абсолютной величине, так и по скорости изменения контролируемого признака.

По конфигурации зоны обнаружения различают точечные, многоточечные и линейные извещатели. Точечный извещатель реагирует на наличие факторов пожара в компактной зоне. Многоточечный извещатель обеспечивает мониторинг пожарной обстановки в защищаемом помещении посредством контроля наличия факторов пожара в нескольких, распределенных в пространстве, компактных зонах. Линейный извещатель реагирует на факторы пожара в протяженной, линейной зоне.

Адресные извещатели передают на приемно-контрольный прибор не только извещение о пожаре, но и код своего адреса, по которому можно определить его местоположение.

Прибор приемно-контрольный пожарный (ППКП) - это техническое средство, предназначенное для приема сигналов от пожарных извещателей, осуществления контроля целостности шлейфа пожарной сигнализации, световой индикации и звуковой сигнализации событий, формирования стартового импульса запуска прибора управления пожарного (ППУ) [1].

Прибор управления пожарный - техническое средство, предназначенное для передачи сигналов управления автоматическим установкам пожаротушения, и (или) включения исполнительных установок систем противодымной защиты, и (или) оповещения людей о пожаре, а также для передачи сигналов управления другим устройствам противопожарной защиты [1].

Система передачи извещений используется для передачи информации в централизованные диспетчерские пункты.

Все оборудование связывается cоединительными линиями - проводами и кабелями, обеспечивающими соединение между компонентами системы пожарной сигнализации.