VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Введение. В последние годы в крупных городах строится всё больше современных зданий, многие из которых помимо архитектурных особенностей обладают и высокой этажностью. В связи с этим возникает ряд актуальных вопросов в различных областях строительной науки [1-7]. При этом наиболее актуальным, на наш взгляд, является вопрос о том, как сочетаются архитектурные решения высотных зданий с применяемыми в них мерами противопожарной безопасности.

1. Факторы повышенной опасности высотных зданий. Безопасность людей, находящихся в высокоэтажном здании, зависит от ряда параметров, таких как планировка всего здания и этажей в частности, здания людьми путей эвакуации, а также от эффективности имеющихся на объекте систем и средств противопожарной защиты.

Здания высокой этажности имеют повышенную степень потенциальной пожарной опасности, обусловленную многими специфическими факторами:

1. Параметры здания, его архитектурно-планировочные решения, которые сильно влияют на пожарную опасность здания.

С увеличением высоты здания и/или усложнением планировки помещений уменьшаются возможности для эвакуации находящихся в нем людей, возрастают трудности для тушения пожара подразделениями пожарной охраны, которые часто не обладают необходимой техникой для тушения пожаров такого рода.

На пожарную безопасность многих зданий влияет и насыщенность объекта инженерными коммуникациями [8]. С каждым годом увеличивается количество технологических процессов в управлении зданием. Автоматика современных зданий объединяет кроме систем противопожарной защиты ещё и целый комплекс других систем безопасности, жизнеобеспечения и информатизации [9].

2. Разработка новых проектных решений и развитие технологий строительства часто опережают противопожарное нормирование. На строительство зданий до 25 этажей разработан комплекс минимальных требований по пожарной безопасности, которые надо выполнять. На практике здания более 25 этажей (высокоэтажные) дополняются компенсирующими противопожарными мероприятиями, которые, в свою очередь, влияют больше на стоимостные показатели и архитектурно-планировочные решения.

3. Незначительные отступления от противопожарных требований на каждом этапе строительства жилого дома повышенной этажности в целом дают довольно ощутимое снижение уровня противопожарной безопасности здания.

Кроме всего прочего, в процессе эксплуатации любого здания уровень пожарной безопасности с каждым годом снижается. Это зависит от снижения уровня противопожарного режима в здании (загромождение путей эвакуации), от технического состояния средств пожарной защиты, которые со временем устаревают, в связи с чем, снижается надёжность их срабатывания. Также влияют на снижение противопожарной безопасности изменения технологических процессов управления зданием и изменение назначения помещений [10].

Основной причиной трагических последствий при пожарах в высотных зданиях является блокирование путей эвакуации продуктами горения и огнем.

Для высотных зданий характерны быстрое развитие пожара по вертикали и большая сложность обеспечения эвакуации и спасательных работ. Продукты горения заполняют эвакуационные выходы, лифтовые шахты, лестничные клетки. Скорость распространения дыма и ядовитых газов по вертикали может достигать нескольких десятков метров в минуту. За считанные минуты здание оказывается полностью задымлено, а нахождение людей в помещениях без средств защиты органов дыхания невозможно. Наиболее интенсивно происходит задымление верхних этажей, где разведка пожара, спасение людей и подача средств тушения весьма затруднены.

Так, за последние 10 лет произошло более 30 крупных пожаров в высотных зданиях, при борьбе с которыми одной из главных проблем являлась своевременная эвакуация людей. Погибли и были травмированы сотни человек.

2. Основные проблемы эвакуации из высотных зданий. Одной из главных проблем при эвакуации из высотного здания является то, что при одновременной эвакуации людей со всех этажей высотного здания в его незадымляемых лестничных клетках через несколько минут на уровне выходов с этажей образуются людские потоки с максимальной плотностью (рис. 1, 2).

Такая плотность потока постепенно распространяется на всю лестницу. При этом часть людей долго не может выйти с этажей в лестничную клетку, а на выходе из нее постоянно на протяжении практически всего времени эвакуации поддерживается предельная плотность потока (5-9 чел/м²). Естественно, что при такой плотности скорость движения людей становится минимальной и эвакуация растягивается на часы. Давление людей друг на друга в образовавшейся толпе достигает масштабов, которые могут приводить к компрессионной асфиксии [11].

Кроме этого, продолжительность эвакуации составляет, как правило, 1-2 часа и более: высокая плотность потока, обусловленная высокой населенностью этажей, и низкая скорость движения ведут к высокому значению времени эвакуации людей.

Рис. 1.Распределение плотности людского потока (D, чел/кв.м) на участках лестницы шириной 1,2 м через 1,5 мин после начала эвакуации с каждого этажа по 100 человек со скоростью свободного движения 60 м/мин

Рис. 2.Максимальная плотность людского потока (D, чел/кв.м) на участках лестницы шириной 1,2 м в течение всего времени эвакуации с каждого этажа по 100 человек со скоростью свободного движения 60 м/мин

При этом необходима достаточно высокая физическая подготовка людей, т.к. для выхода из здания требуется пройти расстояние от 150 м до 1 км и более в потоке высокой плотности, что является тяжелой нагрузкой на организм. Большинство людей испытывают ощутимую усталость уже через 5 минут движения по лестнице вниз [12] .

В качестве рационального решения проблем эвакуации людей из высотных зданий наиболее оптимальной представляется организация их поэтапной эвакуации с использованием лифтов. Сегодня уже сами пожарные требуют установки противопожарных лифтов для доставки своих подразделений к этажу пожара. Но при этом, «заботясь» о безопасности людей, запрещают им в случае пожара пользоваться для эвакуации техническим устройством, благодаря которому стало возможным само существование высотных зданий, и посылают их в толпу в незадымляемую лестничную клетку на время, сопоставимое с продолжительностью пожара. Парадоксальная ситуация, которая давно требует своего разрешения. Сведения из-за рубежа свидетельствуют, что среди специалистов США и Европы окончательно возобладало мнение о целесообразности использования лифтов для эвакуации людей и необходимости поиска для этого соответствующих технических решений [11].

Выводы. Разработка мероприятий по обеспечению своевременной эвакуации из зданий повышенной этажности является важной задачей для обеспечения безопасности людей. На современном этапе развития науки и техники в этой области указанная проблема решена не в полной мере и требует дальнейших разработок. Одним из возможных вариантов решения этой проблемы, на наш взгляд, является разработка специальных конструкций наружных лифтов. Такие лифты должны обладать независимым источником питания и неограниченными возможностями подъема для наиболее оперативной и беспрепятственной эвакуаций людей с любого этажа высотного здания. Это позволит значительно повысить уровень пожарной безопасности объектов высотного строительства.

Библиографический список

1. Сазонова, С. А. Решение задачи статического оценивания систем теплоснабжения // Вестник Воронежского государственного технического университета. – 2011. - Том 7. - № 5. - С. 43-46.

2. Полосин, И. И. Моделирование распространения звука в воздуховодах систем механической вентиляции и кондиционирования воздуха/ И. И. Полосин, С. А. Яременко // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. - 2008. - № 1. - С. 117-124.

3. Колодяжный, С. А. Зависимость распределения взрывоопасных вредных веществ в помещениях от кратности воздухообмена / С. А. Колодяжный, И. И. Переславцева, О. Н. Филатова // Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. - 2010. - № 2. - С. 192-196.

4. Колосов, А. И. Моделирование потокораспределения на этапе развития структуры городских систем газоснабжения / А. И. Колосов, М. Я. Панов, В. Г. Стогней // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2013. - Т. 9. - № 3-1. - С. 56-62.

5. Яременко, С. А. Уровни звукового давления при работе систем вентиляции и кондиционирования воздуха в жилых домах со встроено-пристроенными помещениями / С. А. Яременко, И. И. Полосин // Экология и промышленность России. - 2008. - № 9. - С. 20-21.

6. Паршин, М. В. Учет зависимости коэффициента теплопотери от времени при прогнозировании динамики факторов пожара / М. В. Паршин, А. П. Паршина //Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. - 2011. - № 2. - С. 50-54.

7. Полосин, И. И. Распространение в приземном слое атмосферы вредных веществ от работающих двигателей автомобилей / И. И. Полосин, К. В. Гармонов // Экология и промышленность России. - 2013. - № 2. - С. 48-49.

8. Яременко, С. А. Шум систем вентиляции и кондиционирования воздуха в жилых домах со встроенными помещениями различного назначения // Безопасность жизнедеятельности. - 2007. - № 5. - С. 14-15.

9. Сотникова, К. Н. Оптимизация загрузки насосов в системе пожаротушения / К. Н. Сотникова, И. И. Переславцева, О. Н. Филатова // Научный журнал. Инженерные системы и сооружения. - 2011. - № 2. - С. 46-49.

10. Гооге, И. Проблемы противопожарной безопасности жилых зданий // Мир безопасности. - 2003. - № 9. - C. 23-25.

11. Холщевников, В. В. Проблема беспрепятственной эвакуации людей из зданий, пути ее решения и оценки // Алгоритм безопасности. - 2006. - № 4. - С. 60-63.

12. Серков, Б. Б. Безопасная эвакуация людей при строительстве и эксплуатации высотных зданий / Б. Б. Серков, Д. А. Самошин // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. - 2009. - № 2. - С. 32-36.

Код для цитирования: Скопировать