Пример расчета пожарного риска

Уважаемые читатели!

В ближайшее время, возможно уже на следующей неделе, буду постепенно выкладывать результаты расчета пожарного риска на каком-либо примере.

Это будет не уже готовый документ или готовый пример расчета, который будет просто выложен, а именно расчет пожарного риска, который будет осуществлен с вашим непосредственным участием!

Выкладка будет осуществляться поэтапно, начиная с анализа пожарной опасности объекта и заканчивая выводами о соответствии пожарного риска нормативному значению, чтобы было время обсудить все промежуточные результаты: выбор исходных данных, расчет времени эвакуации, расчет динамики опасных факторов пожара.

А пока есть время, прошу высказаться о необходимости такого примера, а также о том, что именно необходимо рассмотреть в качестве примера.

Пока, навскидку, могу сказать, что лично мне хотелось бы рассмотреть на первое время не слишком сложный пример расчета. Например, небольшое офисное здание этажа в 2-3, с небольшим количеством помещений на этаже, коридорного типа. К расчетам приступлю, как только найду подходящие поэтажные планировки здания в формате dwg или dxf.

20.11.2013.

Наконец-то подходящие планировки получены, поэтому можно продолжить рассмотрение примера.

Огромное спасибо всем откликнувшимся!

План первого этажа

План второго этажа

Исходные поэтажные планы были очень громоздкими (объект в плане имел непрямоугольную форму), поэтому их пришлось обрезать, чтобы исключить лишние части здания и тем самым немного упростить задачу.

Краткая характеристика объекта защиты (пожарно-техническая характеристика исследуемого объекта).
Административно-бытовое здание производственного объекта. Класс функциональной пожарной опасности – Ф 4.3. Степень огнестойкости – II. Этажность – 2 этажа, оба этажа надземные. Наружные и внутренние стены здания, в том числе лестничной клетки, выполнены из кирпича, оштукатурены. Перекрытия междуэтажные в виде железобетонных плит, опирающихся на стены. На первом и втором этажах расположены офисные помещения, а также вспомогательные помещения – санузлы, кухни, кладовые, архивы.

В качестве отделки стен, пола и потолка в коридорах и лестничной клетке здания применены негорючие материалы. В качестве отделки стен и потолка в помещениях применены негорючие материалы, в качестве напольного покрытия – ламинат или ковролин.

Эвакуация из всех помещений на этаже осуществляется вначале либо непосредственно в поэтажный коридор, либо в смежное помещение, обеспеченное эвакуационными выходами в поэтажный коридор. Эвакуация из коридора второго этажа осуществляется через закрытую лестничную клетку, а также наружу, по открытой лестнице. Эвакуация с первого этажа осуществляется из коридора наружу и через лестничную клетку. Общее количество эвакуационных выходов со второго этажа – 2, с первого этажа – 3.

Системы противопожарной защиты.
Здание оборудовано АПС и СОУЭ II типа. Системы пожаротушения и противодымная вентиляция отсутствуют.

Анализ пожарной опасности объекта защиты.
В соответствии с исходными данными объект защиты имеет класс функциональной пожарной опасности Ф4.3 – здание органа управления учреждения (офисы). Поэтому, для определения расчетных величин пожарного риска будет использована методика к приказу МЧС России от 30.06.2009 года №382.

Порядок проведения расчета индивидуального пожарного риска в соответствии с методикой заключается в сборе информации, которая включает в себя:

— объемно-планировочные решения, т.е. размеры помещений (в том числе внутренней структуры эвакуационных путей в помещениях), путей эвакуации (коридоров и лестниц) и эвакуационных выходов;
— теплофизические характеристики ограждающих конструкций, размещенного оборудования;
— вид, количество и размещение горючих веществ и материалов, в том числе горючих материалов отделки стен, пола и потолка;
— количество и места вероятного размещения людей, их группа мобильности, особенности поведения;
— характеристики активных систем противопожарной защиты: систем пожарной сигнализации и пожаротушения, противодымной защиты, оповещения и управления эвакуацией людей.

Вместе с тем, хотелось бы отметить, что в этот список неплохо было бы включить пункт о нормативных требованиях, предъявляемых к рассматриваемому объекту защиты. Это нужно для того, чтобы уже на стадии анализа пожарной опасности можно было понять, какие из нарушений требований пожарной безопасности будут обоснованы пожарным риском.

Объемно-планировочные решения, необходимые для расчета пожарного риска могут быть получены из проектной документации, либо, если рассматривается уже существующий объект, из результатов натурного обследования (экспертного осмотра).

В нашем случае мы имеем дело с проектируемым зданием, поэтому все интересующие нас геометрические размеры уже известны. Также известны планировочные схемы помещений, что в дальнейшем позволит оценить время эвакуации при пожаре с учетом структуры эвакуационных путей внутри помещений.

Теплофизические характеристики ограждающих конструкций берутся по справочным данным. В данном случае из проектной документации известно, что стены кирпичные, оштукатурены (слой штукатурки – 12 мм). Перекрытия междуэтажные железобетонные. Толщина защитного слоя бетона в плитах перекрытий — 20 мм.

Материалы ограждающих конструкций здания имеют следующие теплофизические характеристики:
— кирпич: плотность 1580 кг/м³, теплопроводность 0,34 + 1,7·10^-4t Вт·м·К, теплоемкость 0,71 + 4,2·10^-4t кДж·кг·К;

— штукатурка: плотность 1930 кг/м³, теплопроводность 0,62 — 3,3·10^-4t Вт·м·К, теплоемкость 0,77 + 6,3·10^-4t кДж·кг·К;

— бетон: плотность 2250 кг/м³, теплопроводность 0,84 — 4·10^-4t Вт·м·К, теплоемкость 0,77 + 6,3·10^-4t кДж·кг·К.

Теплофизические характеристики ограждающих конструкций взяты из книги «Пожар в помещении» (автор И.С. Молчадский).

Пожарная опасность объекта защиты характеризуется пожарной нагрузкой, которая распределена по помещениям, пожарной опасностью строительных материалов, в том числе отделки стен, пола и потолка в помещениях и на путях эвакуации за пределами помещений – в коридорах и лестничной клетке, а также потенциальными источниками зажигания.

Вместе с тем, источники зажигания при расчете пожарного риска не анализируются, принимается, что возможность возникновения пожара характеризуется лишь вероятностью возникновения пожара на объекте защиты в год.

Следует лишь упомянуть, что в соответствии с пунктом 7 методики, при выборе сценариев развития пожара следует рассматривать только связанные непосредственно с функционированием объекта, то в качестве потенциальных источников зажигания могут быть источники зажигания электрической природы: искры, электрическая дуга при коротком замыкании, нагретые поверхности токоведущих частей электрооборудования при перегрузках и большом переходном сопротивлении.

Пожарная нагрузка в помещениях здания представлена горючими материалами, входящими в состав мебели, оргтехники и расходных материалов (канцтоваров), напольных покрытий.

Я думаю, нецелесообразно приводить справочные данные по каждому из материалов. Объясню, почему.

Дело в том, что пожарная нагрузка в офисном помещении, как правило, по большей части состоит из:

ДСП — конструкции шкафов, полок и другой корпусной мебели;

бумага — расходные материалы, документы и др.;

различные пластмассы — оргтехника;

ковролин, паркет, ламинат, линолеум — напольные покрытия.

Как правило, корпуса оргтехники (принтеры, компьютеры, мониторы, телефоны и др.) изготавливают из АБС-пластика, он же акрилонитрилбутадиенстирол). Помимо АБС-пластика в составе оргтехники могут быть ПВХ, полиэтилен и др.

Ковролин может быть изготовлен из полипропилена, полиэстера и других материалов, линолеум — из ПВХ, паркет и ламинат — из древесины и ДВП соответственно.

Таким образом, пожарная нагрузка в офисе может быть весьма разнообразной, поэтому учесть свойства каждого материала не представляется возможным ввиду того, что такие данные из проектной документации извлечь невозможно, да и к тому же, состав пожарной нагрузки в офисе постоянно меняется, т.е. колеблется возле какого-либо усредненного состава.

Усредненный состав пожарной нагрузки в отечественной практике гибкого нормирования называется «типовая пожарная нагрузка». К выбору пожарной нагрузки, и в целом к моделированию пожара мы приступим несколько позже.

А пока, приступим к построению расчетной модели для расчета времени эвакуации людей при пожаре.

Расчет времени эвакуации

В соответствии с пунктом 10 методики расчетное время эвакуации людей из помещений и зданий определяется на основе моделирования движения людей до выхода наружу одним из следующих способов:

— по упрощенной аналитической модели движения людского потока;

— по математической модели индивидуально-поточного движения людей из здания;

— по имитационно-стохастической модели движения людских потоков.

Описание всех моделей содержится в приложениях к методике по расчету риска и в соответствующей литературе.

28.11.2013.

Расчетная модель для определения времени эвакуации готовы.

Все элементы рисовались по подложке, в качестве которой использовались показанные ранее поэтажные планы, поэтому по размерам помещения и коридоров есть небольшие расхождения, в основном до 3 см. Ширина дверных проемов, размеры и уклон лестниц скорректированы под проектные решения.

Поэтажные планировки

Трехмерная модель

Расчет эвакуации людей при пожаре будет проводиться без учета внутренней структуры эвакуационных путей внутри помещений. Как правило, если даже такая информация на стадии проекта известна, фактически после строительства здания расстановка мебели и оборудования может существенно отличаться от проектных решений, тем более меняться в течение всего времени эксплуатации объекта защиты. Речь идет, конечно же, об офисных зданиях.

Несмотря на это, после первых результатов будут проведены расчеты уже с уточнением расстановки мебели, чтобы посмотреть насколько существенно это будет влиять на время эвакуации людей при пожаре и на индивидуальный пожарный риск в целом. Пока идет выбор сценариев «пожар-эвакуация».

Продолжение следует…