Оценка и расчет пожарных рисков административного здания (на примере МДОУ № 126 "Солнечный зайчик" городского округа Тольятти)

Световые указатели эвакуационных или запасных выходов в здании, снабжены резервными источниками питания (п.6.1.12 ПУЭ).

Вводно-распределительное устройство размещено в электрощитовом помещении, расположенном в техподполье здания, выгороженном противопожарными перегородками 1-го типа, дверь входа в электрощитовую установлена противопожарная сертифицированная (п.7.1.22 ПУЭ)

Дверь электрощитового помещения открывается наружу (п.7.1.24 ПУЭ).

Помещение, в которых установлено, ВРУ и щитки, имеет естественную вентиляцию и электрическое освещение, а также отопление, обеспечивающее температуру в помещении не ниже +5 ° С (п.7.1.25 ПУЭ).

Над каждым основным входом в здание установлен светильник (п.7.1.41 ПУЭ, издание 6).

В соответствии Правилами устройства электроустановок (издание 7) штепсельные розетки установлены:

В административно-конторских и других помещениях на высоте, удобной для присоединения к ним электрических приборов, в зависимости от назначения помещений и оформления интерьера, но не выше 1м, или на специально приспособленных для этого плинтусах, выполненных из негорючих материалов.2. в помещениях для пребывания детей на высоте 1,8м (п.6.6.30 ПУЭ)

Выключатели для светильников общего освещения установлены на высоте от 0,8 до 1,7м от пола, а в помещениях для пребывания детей - на высоте 1,8м от пола (п.6.6.31 ПУЭ, издание 7).

В 2009г. электротехнической лабораторией ООО "ТольяттиСтройСнаб" были произведены проверки измерения электроустановок, силовых и осветительных проводов и кабелей.

По окончанию работы подготовлен технический отчет от 2009г. При проведении работы произведены:

измерение сопротивления заземляющего устройства - протокол № 215 от 08 июня 2009.,

измерение сопротивления цепи между заземлителями и заземляющими элементами - протокол № 216 от 08 июня 2009г.,

измерение сопротивления изоляции проводов, кабелей и аппаратуры напряжением ниже 1000В, о чем свидетельствует протокол № 216 от 08 июня 2009г.,

проверка цепи фаза-нуль с глухозаземленной нейтралью - протокол № 216 08 июня 2009г.

Проведенные испытания подтвердили соответствие электрических проводов (кабелей) основного и аварийного освещения, требованиям нормативных документов (ПУЭ изд.7. п. п.1.8 37, табл.1.8 34, 1.8 39, 1.8 39.2, 1.8 39.4, 1.7 126. табл.1.7 5, 1.7 127, ПТЭЭП Приложение 3 п. п.26.1, 26.4., 28.4., табл.36, п.6.2 табл.37).

Таким образом, требуемый уровень обеспечения пожарной безопасности людей с помощью указанной системы обеспечен, и составляет не менее 0,999999 предотвращения воздействия опасных факторов в год в расчете на каждого человека, а допустимый уровень пожарной опасности для людей не более 10-6 воздействия опасных факторов пожара, превышающих предельно допустимые значения в год в расчете на одного человека.

Обоснования выполнены по утвержденным в установленном порядке методикам [2, 29, 28].

3. Анализ и оценка пожарного риска на объекте защиты МДОУ № 126 "Солнечный зайчик" городского округа

3.1 Определение частоты реализации пожароопасных ситуаций

В соответствии с п.2 Правил проведения расчетов по оценке пожарного риска, утвержденных Постановлением Правительства Российской Федерации от 31 марта 2009 г. № 272 "О порядке проведения расчетов по оценке пожарного риска" расчеты проводятся путем сопоставления расчетных величин пожарного риска с соответствующими нормативными значениями пожарных рисков, установленными Федеральным законом "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности".

Величина допустимого индивидуального риска регламентирована статьей 79 Федерального Закона от 22 июля 2008 года № 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности", в соответствии с которой индивидуальный пожарный риск в зданиях, сооружениях и строениях не должен превышать значение одной миллионной в год при размещении отдельного человека в наиболее удаленной от выхода из здания, сооружения и строения точке.

Таким образом, законом установлено, что индивидуальный пожарный риск отвечает требуемому, если:

, (1)

где  - нормативное значение индивидуального пожарного риска, = 10-6 год-1 [1, ст.79] ;

QВ - расчетная величина индивидуального пожарного риска.

Статистические данные о частоте возникновения пожара в здании берутся для детских дошкольных учреждений (детский сад, ясли, дом ребенка) и принимается равной 9,72·10-5 в расчете на одного учащегося.

Учитывая, что максимально возможное количество детей в здании равно 245 и обслуживающего персонала 69 (всего 314 человек), то частота возникновения пожара равна:

9,72·10-5 ∙314=3,1·10-2 [2, п.8, прил.1].

3.2 Построение полей опасных факторов пожара для различных сценариев его развития

Для прогнозирования опасных факторов пожара в настоящее время используются интегральные (прогноз средних значений параметров состояния среды в помещении для любого момента развития пожара), зонные (прогноз размеров характерных пространственных зон, возникающих при пожаре в помещении и средних значений параметров состояния среды в этих зонах для любого момента развития пожара.

Примеры зон - припотолочная область, восходящий на очагом горения поток нагретых газов и область незадымленной холодной зоны) и полевые (дифференциальные) модели пожара (прогноз пространственно-временного распределения температур и скоростей газовой среды в помещении, концентраций компонентов среды, давлений и плотностей в любой точке помещения).

Для проведения расчетов, необходимо проанализировать следующие данные:

объемно-планировочных решений объекта;

теплофизических характеристик ограждающих конструкций и размещенного на объекте оборудования;

вида, количества и расположения горючих материалов;

количества и вероятного расположения людей в здании;

материальной и социальной значимости объекта;

систем обнаружения и тушения пожара, противодымной защиты и огнезащиты, системы обеспечения безопасности людей.

При этом учитывается:

вероятность возникновения пожара;

возможная динамика развития пожара;

наличие и характеристики систем противопожарной защиты (СППЗ);

вероятность и возможные последствия воздействия пожара на людей, конструкцию здания и материальные ценности;

соответствие объекта и его СППЗ требованиям противопожарных норм.

Далее необходимо обосновать сценарий развития пожара. Формулировка сценария развития пожара включает в себя следующие этапы:

выбор места расположения первоначального очага пожара и закономерностей его развития;

задание расчетной области (выбор рассматриваемой при расчете системы помещений, определение учитываемых при расчете элементов внутренней структуры помещений, задание состояния проемов);

задание параметров окружающей среды и начальных значений параметров внутри помещений.

1) Интегральная модель пожара

Интегральная математическая модель пожара описывает в самом общем виде процесс изменения во времени состояния газовой среды в помещении.

С позиций термодинамики газовая среда, заполняющая помещение с проемами (окна, двери и т.п.), как объект исследования есть открытая термодинамическая система. Ограждающие конструкции (пол, потолок, стены) и наружный воздух (атмосфера) является внешней средой по отношению в этой термодинамической системе. Эта система взаимодействует с внешней средой путем тепло - и массообмена. В процессе развития пожара через одни проемы выталкивается из помещения нагретые газы, а через другие поступает холодных воздух. Количество вещества, т.е. масса газа в рассматриваемой термодинамической системе, в течении времени изменяется.

Поступление холодного воздуха обусловлено работой проталкивания, которую совершает внешняя среда. Термогазодинамическая система в свою очередь совершает работу, выталкивая нагретые газы во внешнюю атмосферу. Эта термодинамическая система взаимодействует также с ограждающими конструкциями путем теплообмена. Кроме того, в эту систему с поверхности горящего материала (т.е. из пламенной зоны) поступает вещество в виде газообразных продуктов горения.

Состояние рассматриваемой термодинамической системы изменяется в результате взаимодействия с окружающей средой. В интегральном методе описания состояния термодинамической системы, коей является газовая среда в помещении, используются "интегральные" параметры состояния - такие, как масса всей газовой среды и ее внутренняя тепловая энергия. Отношение этих двух интегральных параметров позволяет оценивать в среднем степень нагретости газовой среды.

В процесс развития пожара, значения указанных интегральных параметров состояния изменяются.

Математический аппарат модели изложен в научно-методических пособиях [2].

2) Зонная модель пожара

Зонный метод расчета динамики ОФП основан на фундаментальных законах природы - законах сохранения массы, импульса и энергии.

Газовая среда помещений является открытой термодинамической системой, обменивающейся массой и энергией с окружающей средой через открытые проемы в ограждающих конструкциях помещения.

Газовая среда является многофазной, т.к состоит из смеси газов (кислород, азот, продукты горения и газификация горючего материала, газообразное огнетушащие вещество) и мелкодисперсных частиц (твердых или жидких) дыма и огнетушащих веществ.

В зонной математической модели газовый объем помещения разбивается на характерных зоны, в которых для описания тепломассобмена используются соответствующие уравнения законов сохранения.

Размеры и количество зон выбирается таким образом, что бы в пределах каждой из них неоднородность температурных и других полей параметров газовой среды были возможно минимальными, или из каких-то других предположений, определяемых задачами исследования и расположением горючего материала.

Наиболее распространенной является трехзонная модель, в которой объем помещения разбит на следующие зоны: конвективная колонка, припотолочный слой и зона холодного воздуха, рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 Трехзонная модель пожара

В результате расчета по зонной модели находятся зависимости от времени следующих параметров тепломассообмена:

среднеобъемных значений температуры, давления, массовых концентраций кислорода, азота, огнетушащего газа и продуктов горения, а также оптической плотности дыма и дальности видимости в нагретом задымленном припотолочном слое в помещении;

нижнюю границу нагретого задымленного припотолочного слоя;

распределение по высоте колонки массового расхода, осредненных по поперечному сечению колонки величин температуры и эффективной степени черноты газовой смеси;

массовых расходов истечения газов наружу и притока наружного воздуха внутрь через открытые проемы;

тепловых потоков, отводящих в потолок, стены и пол, а также излучаемых через проемы;

температуры (температурных полей) ограждающих конструкций.

Математический аппарат модели изложен в научно-методических пособиях [2, 28, 29].

3) Полевой (дифференциальный) метод расчета

Полевой метод является наиболее универсальным из существующих детерминистических методов, поскольку он основан на решении уравнений в частных производных, выражающих фундаментальные законы сохранения в каждой точке расчетной области.

С его помощью можно рассчитать температуру, скорость, концентрации компонентов смеси и т.п. в каждой точки расчетной области (рисунок 3.2).

Рисунок 3.2 Расчеты с помощью полевой модели

В связи с этим полевой метод может использоваться:

для проведения научных исследований в целях выявления закономерностей развития пожара;

для проведения сравнительных расчетов в целях апробации и совершенствования менее универсальных и зональных и интегральных моделей, проверки обоснованности и их применения;

Выбора рационального варианта противопожарной защиты конкретных объектов: моделирования распространения пожара в помещениях высотой более 6м.

В своей основе полевой метод не содержит никаких априорных допущений о структуре течения, и связи с этим принципиально применим для рассмотрения любого сценарий развития пожара.

Вместе с тем, следует отметить, что его использование требует значительных вычислительных ресурсов. Это накладывает ряд ограничений на размеры рассматриваемой системы и снижает возможность проведения многовариантных расчетов. Поэтому, интегральный и зональный методы моделирования также являются важным инструментами в оценке пожарной опасности объектов в тех случаях, когда они обладают достаточной информативностью и сделанные при их формулировке допущения не противоречат картине развития пожара.

Однако, на основе проведенных исследований, можно утверждать, что поскольку априорные допущения зонных моделей могут приводить к существенным ошибкам при оценке пожарной опасности объекта, предпочтительно использовать полевой метод моделирования в следующих случаях:

для помещений сложной геометрической конфигурации, а также для помещений с большим количеством внутренних преград;

помещений, в которых один из геометрических размеров гораздо больше остальных;

помещений, где существует вероятность образования рециркуляционных течений без формирования верхнего прогретого слоя (что является основным допущением классических зонных моделей);

в иных случаях, когда зонные и интегральные модели являются недостаточно информативными для решения поставленных задач, либо есть основании считать, что развитие пожара может существенно отличаться от априорных допущений зональных и интегральных моделей пожара.

Математический аппарат модели изложен в научно-методических пособиях [2, 28, 29].

Выбор конкретной модели расчета времени блокирования путей эвакуации следует осуществлять исходя из следующих предпосылок:

1) интегральный метод:

для зданий и сооружений, содержащих- развитую систему помещений малого объема простой геометрической конфигурации проведении имитационного моделирования для случаев, когда учет- стохастического характера пожара является более важным, чем точное и детальное прогнозирование его характеристик;

для помещений, где характерный размер- очага пожара соизмерим с характерным размером помещения;

2) зональный метод:

для помещений и систем помещений простой геометрической- конфигурации, линейные размеры которых соизмеримы между собой;

для помещений большого объема, когда размер очага пожара существенно меньше размеров помещения;

для рабочих зон, расположенных на разных уровнях в пределах- одного помещения (наклонный зрительный зал кинотеатра, антресоли и т.д.);

3) полевой метод:

для помещений сложной геометрической конфигурации, а также помещений с большим количеством внутренних преград (атриумы с системой галерей и примыкающих коридоров, многофункциональные центры со сложной системой вертикальных и горизонтальных связей и т.д.);

для помещений, в которых один из геометрических размеров гораздо больше (меньше) остальных (тоннели, закрытые автостоянки большой площади и. т.д.);

для иных случаев, когда применимость или информативность зонных и интегральных моделей вызывает сомнение (уникальные сооружения, распространение пожара по фасаду здания, необходимость учета работы систем противопожарной защиты, способных качественно изменить картину пожара, и т.д.).

В нашем случае используем зональную модель. Выбор расчетной модели базируется на анализе объемно-планировочных решений объекта и особенностях сценария.

Учитывая следующие особенности:

объект представляет собой систему помещений простой геометрической конфигурации, линейные размеры которых соизмеримы между собой (линейные размеры помещения отличаются не более чем в 5 раз);

размер источника пожара достаточен для формирования дымового слоя и при этом меньше размеров объекта [2, приложение 6].

Рисунок 3.3 Зонная модель

Зонная модель предполагает выделение в помещении нескольких зон: дымовой слой, незадымленный слой, конвективная колонка - в которых термодинамические параметры можно считать однородными.

В расчете принимаются следующие допущения:

1. Пожар регулируется нагрузкой, т.е. снижение количества кислорода в помещении пожара не учитывается.

2. Пожар начинается в центре нагрузки и распространяется радиально с постоянной скоростью.

3.3 Оценка последствий воздействия опасных факторов пожара на людей для различных сценариев его развития

1) Расчет времени блокирования. Расчет произведен в соответствии с [2, приложение 2].

Сценарий 1. Расчет проводился при условии блокирования основных лестничных клеток 1 типа.

Этаж 01. Помещение 10. Поверхность горения 01

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8