Помощь студентам в учебе
Пожарная безопасность высотных зданий: лифт как путь эвакуации
|
ВВЕДЕНИЕ 7
ГЛАВА 1. ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА 12
1.1. Основные определения и общие требования 12
1.2 Мировой опыт 16
1.3. Обзор норм по пожарной безопасности высотных зданий 19
1.4 Обзор программы по моделированию пассажиропотока 25
Вывод по главе 27
ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭВАКУАЦИИ ИЗ ВЫСОТНОГО ЗДАНИЯ 29
2.1 Общие технические требования, предъявляемые к эвакуационным лифтам 29
2.1.1 Требования к конструкциям «эваколифтов» 29
2.1.2 Требования к строительным конструкциям и оборудованию противопожарной защиты 33
2.1.3. Требования к системам управления, сигнализации, связи и энергоснабжения 34
2.1.4. Методы контроля 35
2.2. Методика исследования 37
2.3. Анализ пожарной опасности объекта 45
2.3.1 Определение необходимого количества эвакуационных лифтов 45
2.3.2 Компьютерное моделирование 47
2.3.3 Построение полей опасных факторов при комбинированной эвакуации для различных сценариев
развития пожара 61
2.3.4 Сопоставление результатов расчетов развития пожара и эвакуации и определение вероятности
эвакуации для выбранных сценариев 74
2.3.5 Анализ систем обеспечения пожарной безопасности здания 79
2.3.6 Расчет величины индивидуального пожарного риска 81
Вывод по главе 82
ГЛАВА 3. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ, ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОТ ВНЕДРЕНИЯ И АЛГОРИТМ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ «ЭВАКОЛИФТОВ» 83
3.1 Алгоритм управления эвакуационным лифтом 83
3.2 Анализ проекта СП "Здания и комплексы высотные. Требования пожарной безопасности" [8]. Вынесение
предложения о возможности применения лифтов в качестве эвакуации 94
3.3 Эффективность применения «эваколифтов» 97
3.3.1 Снижение требований к пределам огнестойкости несущих строительных конструкций 97
3.3.2 Сокращение времени проведения аварийно-спасательных работ 97
3.3.3 Снижение количества используемых лестниц 100
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 101
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 102
ГЛАВА 1. ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА 12
1.1. Основные определения и общие требования 12
1.2 Мировой опыт 16
1.3. Обзор норм по пожарной безопасности высотных зданий 19
1.4 Обзор программы по моделированию пассажиропотока 25
Вывод по главе 27
ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭВАКУАЦИИ ИЗ ВЫСОТНОГО ЗДАНИЯ 29
2.1 Общие технические требования, предъявляемые к эвакуационным лифтам 29
2.1.1 Требования к конструкциям «эваколифтов» 29
2.1.2 Требования к строительным конструкциям и оборудованию противопожарной защиты 33
2.1.3. Требования к системам управления, сигнализации, связи и энергоснабжения 34
2.1.4. Методы контроля 35
2.2. Методика исследования 37
2.3. Анализ пожарной опасности объекта 45
2.3.1 Определение необходимого количества эвакуационных лифтов 45
2.3.2 Компьютерное моделирование 47
2.3.3 Построение полей опасных факторов при комбинированной эвакуации для различных сценариев
развития пожара 61
2.3.4 Сопоставление результатов расчетов развития пожара и эвакуации и определение вероятности
эвакуации для выбранных сценариев 74
2.3.5 Анализ систем обеспечения пожарной безопасности здания 79
2.3.6 Расчет величины индивидуального пожарного риска 81
Вывод по главе 82
ГЛАВА 3. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ, ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОТ ВНЕДРЕНИЯ И АЛГОРИТМ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ «ЭВАКОЛИФТОВ» 83
3.1 Алгоритм управления эвакуационным лифтом 83
3.2 Анализ проекта СП "Здания и комплексы высотные. Требования пожарной безопасности" [8]. Вынесение
предложения о возможности применения лифтов в качестве эвакуации 94
3.3 Эффективность применения «эваколифтов» 97
3.3.1 Снижение требований к пределам огнестойкости несущих строительных конструкций 97
3.3.2 Сокращение времени проведения аварийно-спасательных работ 97
3.3.3 Снижение количества используемых лестниц 100
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 101
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 102
Первые высотные здания были построены в конце XIX века в США. В числе преимуществ высотного строительства обычно называют эффективное и экономное использование дорогостоящей городской территории, особую комфортабельность и массу различных технических новшеств. Мировой опыт высотного строительства действительно доказал эффективность и экономическую целесообразность использования ценной городской территории в этих целях. По сравнению с мировой практикой, в России высотная застройка началась относительно недавно. Но учитывая динамичное развитие инфраструктуры крупных городов и их активное стремление к смене внешнего облика, высотное строительство однозначно будет продолжать развиваться, приумножая количество «высоток».
Одним из элементов, обеспечивших возможность реализации проектов высотного домостроения, стали системы вертикального транспорта - лифты. Лифты в высотных зданиях - это всегда очень сложное устройство, и при его проектировании приходится обращать особое внимание на многие элементы, которые в обычных многоэтажных зданиях не оказывают особого влияния на комфорт и даже безопасность поездки. Тогда как именно безопасность на сегодня является основополагающим фактором при проектировании зданий и сооружений.
На сегодняшний день, одним из главных требований, установленных «Техническим регламентом о безопасности зданий и сооружений», в том числе к входящим в их состав сетям и системам инженерно-технического обеспечения, является обеспечение их пожарной безопасности.
Необходимость проведения комплекса мероприятий по пожарной безопасности обосновывается и неутешительной статистикой:
- по данным за 2017 г. в среднем ежедневно происходит свыше 400 пожаров, гибнет почти 30 человек и получает травмы свыше 30 человек.
- доля погибших в расчете на один пожар в зданиях высотой более 25этажей в три-четыре раза выше по сравнению с 9-16-этажными.
Пожарная опасность зданий повышенной этажности характеризуется сразу несколькими значительными факторами. Это и возможность быстрого развития пожара, и трудности с подачей средств тушения, ряд природных факторов, которые не зависят от действий человека и продолжительное время эвакуации людей.
В здании высотой более 100 метров около половины находящихся там людей не смогут быстро покинуть его из-за физической усталости (наступающей уже после пяти минут спуска по лестнице), тесноты и неизбежной паники.
В мире разработаны разные средства спасения с высоток: прыжковые для свободного падения (парашют), канатно-спусковые и рукавные устройства, «одноразовый лифт» и другие. Но даже физически крепкому человеку непросто ими воспользоваться, не говоря уже о детях, пожилых людях, инвалидах — именно они и погибают первыми.
Специалисты США и Европы считают, что лучшее средство эвакуации — лифты. Что подтверждается нормами по пожарной безопасности (NFPA 101 Life Safety Code 1994).
В Российской Федерации нормами по пожарной безопасности запрещается использование лифтов в качестве превентивной эвакуации людей (ст. 140 ФЗ №123), но это не означает, что данная методика не осуществима на территории РФ. В соответствии с требованиями разд. III, гл. 18, ст. 78, п. 2 Федерального закона № 123, на каждое высотное здание должны быть разработаны и согласованы специальные технические условия, отражающие специфику обеспечения его пожарной безопасности и содержащие комплекс необходимых инженерно-технических и организационных мероприятий по обеспечению пожарной безопасности.
В соответствии с нормативно-правовыми актами Российской Федерации, специальные технические условия согласовываются МЧСРоссии и ответственными подразделениями Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации. До недавнего момента, СТУ являлось основным нормативным документом для проектирования не нормативных зданий и сооружений, а выполнение всех разработанных в них противопожарных мероприятий являлось гарантией безопасности зданий при их дальнейшей эксплуатации.
С целью реализации комплекса мероприятий по развитию нормативной технической и научной базы в области строительства в соответствии с требованиями Федерального закона от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений». Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации разрабатывается свод правил «Здания и комплексы высотные. Требования пожарной безопасности». Данный свод правил призван исключить необходимость разработки СТУ по обеспечению пожарной безопасности при проектировании и строительстве высотных зданий и комплексов.
Данный СП находится в стадии разработки, проведено две редакции документа. Обе редакции многократно обсуждались в период публичного обсуждения и по окончании срока его завершения на разных площадках. Однако, по-прежнему остается существенный пробел в отношении обеспечения безопасной эвакуации людей из высотных объектов при пожаре. А именно: в проекте СП, несмотря на многократные обоснованные предложения, исключена возможность применения пассажирских лифтов, устроенных по той же технологии, что и лифты, предназначенные для транспортирования пожарных во время ликвидации аварии. Применение таких лифтов позволило бы сократить более чем на треть время проведения спасательных операций при комбинированном способе эвакуации и сохранить жизнь и здоровье сотен людей в случаеТаким образом, появляется необходимость исследования возможности применения лифтов в качестве эвакуации людей (что позволит решить проблемы связанные с продолжительностью эвакуации и образованием высоких травмоопасных плотностей на путях эвакуации), с дальнейшем предложением о внесении изменений в части применения пассажирских лифтов в разрабатываемый СП ««Здания и комплексы высотные. Требования пожарной безопасности».
Целью диссертационной работы ставится вынесение предложения о внесении изменений в разрабатываемый СП ««Здания и комплексы высотные. Требования пожарной безопасности» посредством усовершенствования методики эвакуации людей, за счет исследования положительного влияния применения лифтов в качестве средства передвижения при эвакуации.
Задачи диссертационной работы:
• Обзор существующих противопожарных лифтов
• Моделирование процесса эвакуации
• Сравнение результатов при различных сценариях эвакуации
• Разработка алгоритма поэтапной, комбинированной эвакуации людей из высотных зданий
• Оценка эффективности полученных результатов.
Объект исследования- произвольное высотное здание (высота H=84 м).
Предмет исследования- пассажирский лифт высотного здания.
Методологической основой исследования послужили законодательные и нормативные документы Российской Федерации, США; труды ученых и научных групп, работавших в области пожарной безопасности высотных зданий; компьютерное моделирование с
применением программного комплекса «Pathfinder».
Научная новизна диссертационной работы. Проведен анализ различных способов эвакуации на примере конкретного высотного здания, выполнен расчет пожарного риска при комбинированной эвакуации, разработан алгоритм использования эвакуационных лифтов, а также схема их движения. Обоснована эффективность применения комбинированной эвакуации
Практическая ценность работы. Вынесено предложение о корректировке проекта СП «Здания и комплексы высотные. Правила пожарной безопасности» в части требований к обеспечению безопасной эвакуации людей.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав с выводами по каждой главе, заключения, списка литературы из 36 наименований и содержит 104 страницы машинописного текста, 21 рисунок, 14 таблиц, 13 формул.
Одним из элементов, обеспечивших возможность реализации проектов высотного домостроения, стали системы вертикального транспорта - лифты. Лифты в высотных зданиях - это всегда очень сложное устройство, и при его проектировании приходится обращать особое внимание на многие элементы, которые в обычных многоэтажных зданиях не оказывают особого влияния на комфорт и даже безопасность поездки. Тогда как именно безопасность на сегодня является основополагающим фактором при проектировании зданий и сооружений.
На сегодняшний день, одним из главных требований, установленных «Техническим регламентом о безопасности зданий и сооружений», в том числе к входящим в их состав сетям и системам инженерно-технического обеспечения, является обеспечение их пожарной безопасности.
Необходимость проведения комплекса мероприятий по пожарной безопасности обосновывается и неутешительной статистикой:
- по данным за 2017 г. в среднем ежедневно происходит свыше 400 пожаров, гибнет почти 30 человек и получает травмы свыше 30 человек.
- доля погибших в расчете на один пожар в зданиях высотой более 25этажей в три-четыре раза выше по сравнению с 9-16-этажными.
Пожарная опасность зданий повышенной этажности характеризуется сразу несколькими значительными факторами. Это и возможность быстрого развития пожара, и трудности с подачей средств тушения, ряд природных факторов, которые не зависят от действий человека и продолжительное время эвакуации людей.
В здании высотой более 100 метров около половины находящихся там людей не смогут быстро покинуть его из-за физической усталости (наступающей уже после пяти минут спуска по лестнице), тесноты и неизбежной паники.
В мире разработаны разные средства спасения с высоток: прыжковые для свободного падения (парашют), канатно-спусковые и рукавные устройства, «одноразовый лифт» и другие. Но даже физически крепкому человеку непросто ими воспользоваться, не говоря уже о детях, пожилых людях, инвалидах — именно они и погибают первыми.
Специалисты США и Европы считают, что лучшее средство эвакуации — лифты. Что подтверждается нормами по пожарной безопасности (NFPA 101 Life Safety Code 1994).
В Российской Федерации нормами по пожарной безопасности запрещается использование лифтов в качестве превентивной эвакуации людей (ст. 140 ФЗ №123), но это не означает, что данная методика не осуществима на территории РФ. В соответствии с требованиями разд. III, гл. 18, ст. 78, п. 2 Федерального закона № 123, на каждое высотное здание должны быть разработаны и согласованы специальные технические условия, отражающие специфику обеспечения его пожарной безопасности и содержащие комплекс необходимых инженерно-технических и организационных мероприятий по обеспечению пожарной безопасности.
В соответствии с нормативно-правовыми актами Российской Федерации, специальные технические условия согласовываются МЧСРоссии и ответственными подразделениями Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации. До недавнего момента, СТУ являлось основным нормативным документом для проектирования не нормативных зданий и сооружений, а выполнение всех разработанных в них противопожарных мероприятий являлось гарантией безопасности зданий при их дальнейшей эксплуатации.
С целью реализации комплекса мероприятий по развитию нормативной технической и научной базы в области строительства в соответствии с требованиями Федерального закона от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений». Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации разрабатывается свод правил «Здания и комплексы высотные. Требования пожарной безопасности». Данный свод правил призван исключить необходимость разработки СТУ по обеспечению пожарной безопасности при проектировании и строительстве высотных зданий и комплексов.
Данный СП находится в стадии разработки, проведено две редакции документа. Обе редакции многократно обсуждались в период публичного обсуждения и по окончании срока его завершения на разных площадках. Однако, по-прежнему остается существенный пробел в отношении обеспечения безопасной эвакуации людей из высотных объектов при пожаре. А именно: в проекте СП, несмотря на многократные обоснованные предложения, исключена возможность применения пассажирских лифтов, устроенных по той же технологии, что и лифты, предназначенные для транспортирования пожарных во время ликвидации аварии. Применение таких лифтов позволило бы сократить более чем на треть время проведения спасательных операций при комбинированном способе эвакуации и сохранить жизнь и здоровье сотен людей в случаеТаким образом, появляется необходимость исследования возможности применения лифтов в качестве эвакуации людей (что позволит решить проблемы связанные с продолжительностью эвакуации и образованием высоких травмоопасных плотностей на путях эвакуации), с дальнейшем предложением о внесении изменений в части применения пассажирских лифтов в разрабатываемый СП ««Здания и комплексы высотные. Требования пожарной безопасности».
Целью диссертационной работы ставится вынесение предложения о внесении изменений в разрабатываемый СП ««Здания и комплексы высотные. Требования пожарной безопасности» посредством усовершенствования методики эвакуации людей, за счет исследования положительного влияния применения лифтов в качестве средства передвижения при эвакуации.
Задачи диссертационной работы:
• Обзор существующих противопожарных лифтов
• Моделирование процесса эвакуации
• Сравнение результатов при различных сценариях эвакуации
• Разработка алгоритма поэтапной, комбинированной эвакуации людей из высотных зданий
• Оценка эффективности полученных результатов.
Объект исследования- произвольное высотное здание (высота H=84 м).
Предмет исследования- пассажирский лифт высотного здания.
Методологической основой исследования послужили законодательные и нормативные документы Российской Федерации, США; труды ученых и научных групп, работавших в области пожарной безопасности высотных зданий; компьютерное моделирование с
применением программного комплекса «Pathfinder».
Научная новизна диссертационной работы. Проведен анализ различных способов эвакуации на примере конкретного высотного здания, выполнен расчет пожарного риска при комбинированной эвакуации, разработан алгоритм использования эвакуационных лифтов, а также схема их движения. Обоснована эффективность применения комбинированной эвакуации
Практическая ценность работы. Вынесено предложение о корректировке проекта СП «Здания и комплексы высотные. Правила пожарной безопасности» в части требований к обеспечению безопасной эвакуации людей.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав с выводами по каждой главе, заключения, списка литературы из 36 наименований и содержит 104 страницы машинописного текста, 21 рисунок, 14 таблиц, 13 формул.
Усиление пожаробезопасности в России привело к необходимости создания свода правил по пожарной безопасности высотных зданий. Данный свод правил призван исключить необходимость разработки СТУ по обеспечению пожарной безопасности при проектировании и строительстве высотных зданий и комплексов, что сократит время проектирования. Однако данная разработка вызывает ряд вопросов в отношении обеспечения безопасной эвакуации людей из высотных объектов при пожаре, в частности, в данном проекте СП исключается возможность применения пассажирских лифтов, устроенных по технологии лифтов, предназначенных для транспортирования пожарных во время пожара, для эвакуации людей при пожаре.
Проведенный анализ способов эвакуации при помощи моделирования пассажиропотока показал, что наиболее предпочтительным, с точки зрения безопасности эвакуации, является комбинированный способ эвакуации, т.е. с помощью лестницы и лифта.
Кроме того, произведенный расчет пожарного риска показал, что величина пожарного риска во всех рассчитанных сценариях развития пожара при комбинированной эвакуации не превышает допустимое (нормативное) значение при принятых исходных данных. А, значит, предлагаемый способ эвакуации обоснован, не смотря на не полное выполнение обязательных требований пожарной безопасности.
Также, в данной работе показана эффективность использования комбинированной эвакуации в части снижения «избыточных» требований к огнестойкости несущих конструкций и увеличения степени превентивности эвакуации.
В заключении следует добавить, что проделанная работа позволяет обратиться в Минстрой России с предложением о включении в разрабатываемый свод правил по пожарной безопасности высотных зданий рассмотренных положений.
Проведенный анализ способов эвакуации при помощи моделирования пассажиропотока показал, что наиболее предпочтительным, с точки зрения безопасности эвакуации, является комбинированный способ эвакуации, т.е. с помощью лестницы и лифта.
Кроме того, произведенный расчет пожарного риска показал, что величина пожарного риска во всех рассчитанных сценариях развития пожара при комбинированной эвакуации не превышает допустимое (нормативное) значение при принятых исходных данных. А, значит, предлагаемый способ эвакуации обоснован, не смотря на не полное выполнение обязательных требований пожарной безопасности.
Также, в данной работе показана эффективность использования комбинированной эвакуации в части снижения «избыточных» требований к огнестойкости несущих конструкций и увеличения степени превентивности эвакуации.
В заключении следует добавить, что проделанная работа позволяет обратиться в Минстрой России с предложением о включении в разрабатываемый свод правил по пожарной безопасности высотных зданий рассмотренных положений.
