1. СПЕЦИФИКА ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ

Ниже приведены  примеры  пожаров  в зданиях повышенной этажности и высотных зданиях, трагические последствия которых  заставляли   специалистов обращать внимание на особенности пожарной опасности этих объектов  и совершенствование системы их противопожарной защиты [1].

Пожар в 50-этажном административном здании в Нью-Йорке, 1970 год.

Здание было только что отстроено, имело несущее железобетонное ядро, в котором были расположены лифтовые шахты и лестничные клетки, железобетонные перекрытия толщиной 75мм., опирающиеся на металлические фермы и балки, защищенные от огня слоем  асбестового волокна.

Между перекрытиями и наружным остеклением имелся зазор, часть которого была заполнена сгораемой вспененной пластмассой. Перегородки и стены были отделаны листовым пластиком.

Загорание произошло за подвесным потолком около помещения телефонного узла вскоре после окончания рабочего дня.

От падающих с потолка капель горящей пластмассы загорелась мягкая обивка мебели из пористой синтетики, а затем огонь перекинулся на облицовку стен и перегородок из листового пластика. Вскоре весь этаж был в огне, а от дыма служащие на верхних этажах почувствовали боль в глазах и слезотечение. Двое служащих погибли в лифтовой кабине, которая при спуске внезапно остановилась на горящем этаже, а двери автоматически открылись. Отмечается, что дым в здании при пожаре был настолько плотен, а температура настолько высока, что пожарные в специальных противогазах могли находиться в здании всего лишь несколько минут.

Только спустя четыре часа усилиями 150 пожарных, прибывших на 25 пожарных автомашинах, пожар в здании был укрощен. Убытки от пожара составили около 10 млн. долларов. Тяжелые последствия этого пожара явились толчком для интенсивного пересмотра практики строительства подобных зданий.

Пожар в 22-х этажном здании отеля в Сеуле (Южная Корея) 25 декабря 1971 года  стал самым крупным из всех пожаров в гостиницах повышенной этажности.

Пожар начался на кухне кафетерия на втором этаже здания. По нейлоновым занавесям на окнах, синтетическим коврам, через лестничные клетки и шахты лифтов огонь с необычайной быстротой стал распространяться на  верхние этажи, превращая здание в горящий факел (см.рис.1). Произошло обрушение конструкций лестничных клеток и перекрытий на нескольких этажа. Из 296 человек, находившихся в гостинице в момент возникновения пожара, погибло164 и 58 человек получили ожоги и отравление дымом. В тушении этого пожара участвовали пожарные команды, полицейские и армейские части (более 1100 человек).

Пожар в 32-этажном небоскребе (Мадрид, Испания, 2005 год).

На рис.2 представлены последствия  этого пожара в высотном здании. Как ни парадоксально, но именно этот случай является примером эффективности современной системы противопожарной защиты (СПЗ) зданий. Дело в том, что данное 32-хэтажное здание в Мадриде (Испания) находилось на ремонте. В связи с этим, система противопожарной защиты  здания не функционировала. Отсутствие нормально функционирующей СПЗ высотного здания и привело к тому, что пожар, начавшийся в верхних этажах здания, без помех распространился на все здание и фактически привел в состояние, не подлежащее восстановлению.

Пожары в московских многоэтажных зданиях

В марте  1993  года  и ноябре 2005 года произошли серьезные пожары в 25-этажных жилых зданиях Москвы, сопровождаемые человеческими жертвами.

В первом случае, пожар возник на предпоследнем этаже здания на проспекте маршала Жукова, выгорело пять квартир, погибло пять человек, в том числе трое детей.

Во втором  случае,  пожар  начался  на  последнем, 25-ом этаже здания по 2-му Сетуньскому  проезду (см.рис.3).  Пожар  распространился  на  площади 250м². Четыре человека погибли. Пятнадцать человек были спасены при проведении спасательной операции противопожарными службами. Число жертв могло быть значительно меньше, если бы в очередной раз негативную роль не сыграл, так называемый, «человеческий» фактор. Жильцы, в чьей квартире начался пожар, выбежали на улицу, не позвонив в двери к соседям по этажу и не предупредив их об опасности.

Причиной столь серьезных последствий этих пожаров явилась устаревшая система противопожарной защиты здания и ее неудовлетворительное состояние. Именно это не позволило организовать своевременное тушение пожара, эвакуацию и спасение людей из зоны пожара.

Таким образом, вышеприведенные примеры свидетельствуют о том, что пожары и другие ЧС представляют собой особую опасность для высотных зданий и зданий повышенной этажности, в силу особенностей их конструктивно-планировочных решений, назначения, технологии возведения и последующей эксплуатации.

Этот особый характер пожарной опасности высотных зданий определяется [1]:

-         наличием условий, способствующих возникновению пожара;

-         возможностью массового пребывания людей в здании;

-         высотой здания, превышающей возможности использования для спасения людей      механических лестниц, имеющихся в гарнизонах пожарной охраны;

-         возможностью частичного или полного разрушения при пожаре отдельных элементов здания, определенной части здания или всего здания в целом;

-         интенсивным распространением при пожаре в высотном здании пламени, дыма, токсических веществ по помещениям, коридорам, лестничным клеткам, шахтам лифтов и техническим коммуникациям, а также через неплотности и зазоры в строительных конструкциях;

-         блокированием лифтов и выходом из строя управления лифтами;      

-         отсутствием или недостаточностью средств  для спасения людей внутри здания;

-         отсутствие в нормах четких регламентаций относительно оценки уровня пожарной опасности рассматриваемых объектов.

2. ОСНОВЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ  ВЫСОТНЫХ   

       ЗДАНИЙ

Катастрофические пожары заставляли людей обращать внима­ние на разработку мер по предотвращению пожаров и защите от них.

Пожарная безопасность — это состояние защищенности личности, имущества, общества и государства от пожаров [1-4, 6-12].

Основной проблемой пожарной безопасности зданий является приведение изначально пожароопасных объектов, в том числе высотных зданий, в такое состояние, при котором исключается возможность пожара на объекте, а в случае возникновения пожара обеспечивается защита людей и материальных ценностей от опасных факторов пожара [1,7,8,10-12].

В настоящее время в России реализуется переход к новым принципам стандартизации и нормирования в строительстве [5], c учетом новых рыночных отношений, экономических и организационных условий строительства.

До вступления в силу соответствующих технических регламентов в области строительства, обязательному исполнению подлежат требования действующих нормативных документов, принятых до 1 июля 2003 года.

Основополагающим документом комплекса «Пожарная безо­пасность» в настоящее время является  СНиП 21-01-97* [4].

Этот документ устанавливает общие для всех сооружений противо­пожарные требования, ориентированные на предотвращение рас­пространения пожара, безопасность людей в этих условиях, туше­ние пожара, спасение людей и материальных ценностей.

Основной принцип построения нормативных требований к по­жарной безопасности объектов заключается в обеспечении необ­ходимого уровня пожарной безопасности объекта в зависимости от класса, категории его пожарной опасности.

Из этого принципа становится понятной важнейшая, определя­ющая роль в обеспечении пожарной безопасности объектов, пра­вильная, обоснованная оценка класса, категории их пожарной (взры­вопожарной) опасности.

3. ПРОБЛЕМА ОЦЕНКИ УРОВНЯ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ  ВЫСОТНЫХ

    ЗДАНИЙ

В современных нормах [4] уровень пожарной опасности для различных зданий, частей зданий, помещений или групп помещений, функционально связанных между собой, подразделяется на классы по функциональной пожарной опасности. Класс того или иного здания по функциональной пожарной опасности зависит от:

-         способа их использования;

-         в какой мере безопасность людей находится под угрозой в случае возникновения пожара, в зависимости от их возраста, физического состояния, времени суток, вида функционального состояния основного  контингента и его количества.

По этой классификации высотные здания, в зависимости от назначения, могут относиться как  к классу Ф1, как здания для постоянного проживания и временного (в том числе круглосуточного) пребывания людей, так и к классам Ф2, Ф3, Ф4, как здания культурно-просветительских учреждений, учреждений управления и др.

Анализ причин и трагических последствий чрезвычайных ситуаций с высотными зданиями привел к пониманию того, что высотные здания, независимо от способа их использования, являются особо опасными объектами, требующих особых мер по обеспечению их противопожарной защиты.

В связи с этим, в соответствующих нормах (технических регламентах), необходимо ввести  дополнительный, «особый» класс функциональной пожарной опасности - «Ф_ос» для этого типа объектов.

Особому классу функциональной пожарной опасности высотных зданий должны  соответствовать особые меры по обеспечению их пожарной безопасности.

4. СИСТЕМА ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ЗАЩИТЫ (СПЗ) ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ

В современных строительных нормах и правилах  обеспечение безопасности людей при пожаре относится к приоритетным требованиям по сравнению с другими противопожарными требованиями норм  [2,3,4].

Для обеспечения эффективной противопожарной защиты  высотных зданий, в настоящее время, разработан и успешно применяется мощный, многоуровневый комплекс мер СПЗ этих объектов, основанный на концепции приоритетности обеспечения безопасности людей.

В этот комплекс мер СПЗ входят как меры, которые обязательны для любых зданий, но к которым предъявляются особые дополнительные требования, так и специальные   дополнительные  меры, являющиеся обязательными только для высотных зданий.

Система противопожарной защиты зданий, высотой 16 этажей и выше  включает в общем случае 15 элементов защиты, которые по назначению можно сгруппировать на следующие блоки [1]:

Блок 1. Меры по обеспечению стойкости зданий или их частей против

                   прогрессирующего обрушения:

В этот блок входят следующие меры СПЗ: 

-         Обеспечение огнестойкости конструкций.

-         Обеспечение огнестойкости зданий.

-         Обеспечение взрывозащиты здания, в котором есть или могут быть взрывоопасные помещения 

Следует отметить особую важность этого блока мер СПЗ для  высотных зданий, так как он обеспечивает, так называемую, «первоочередную безопасность» объекта, в виде запаса стойкости системы, т.е. ее способности  сопротивляться в течение определенного времени не только воздействию пожара, но и другим, в том числе комбинированным особым воздействиям  [9].

Если объект имеет недостаточную стойкость ( неспособен сопротивляться в течение необходимого времени воздействию ЧС), то  вся система обеспечения безопасности людей и здания в целом  становится бесполезной.    

Блок 2. Меры по ограничению распространения пожара в высотных  

                   зданиях [1-4,8]

-         Устройство противопожарных преград внутри здания.

-         Устройство противопожарных разрывов между зданиями.

Блок 3. Меры по обеспечению своевременной и беспрепятственной

                   эвакуации людей и их спасения при ЧС в высотных зданиях 

                   [1-4,8,10,11]

К основным положениям норм по обеспечению безопасности людей при пожарах в зданиях и сооружениях  [1-4] относятся требования, обеспечивающие в случае пожара:

-         возможность эвакуации людей независимо от их возраста и физического состояния наружу до наступления угрозы их жизни и здоровью вследствие воздействия опасных факторов пожара;

-         возможность спасения людей;

-         возможность доступа личного состава пожарных подразделений и подачи средств пожаротушения к очагу пожара, а также проведение мероприятий по спасению людей и материальных ценностей.

Решение этой проблемы при проектировании новых и реконструируемых зданий реализуется следующими мерами СПЗ:

-         Мерами по своевременной и беспрепятственной эвакуации людей

-         Мерами по противодымной защите.

-         Системой оповещения о пожаре и управления эвакуацией людей

-         Мерами по ограничению пожарной опасности материалов, конструкций, зданий

-         Мерами по спасению людей, которые могут подвергнуться воздействию опасных фактов пожара, в т.ч. средства коллективной и индивидуальной защиты и спасения людей;     лифты для пожарных подразделений (пожарные лифты).

Блок 4. Системы активной защиты зданий от пожара [8]

-         Системы пожарной сигнализации.

-         Системы  пожаротушения.

-         Опорный пункт пожаротушения.

-         Устройство центрального пульта управление системой противопожарной защиты  здания (ЦПУ СПЗ).

5. МЕРЫ  ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ СТОЙКОСТИ ЗДАНИЙ ИЛИ ИХ ЧАСТЕЙ

    ПРОТИВ ПРОГРЕССИРУЮЩЕГО РАЗРУШЕНИЯ

5.1. Обеспечение огнестойкости  строительных конструкций и зданий

          в целом  -  основа  системы противопожарной защиты зданий

Огнестойкость является международной пожарно-технической характеристикой, регламентируемой строительными нормами и правилами, и характеризует способность конструкций и зданий сопротивляться воздействию пожара.

В связи с этим, огнестойкость  конструкций и зданий, являясь элементом  СПЗ, помимо своей прямой функции обеспечения требуемого сопротивления объекта воздействию пожара, является также базовым элементом всей системы противопожарной защиты зданий, т.к. является определяющим параметром для выбора остальных элементов защиты  [1-4,7].

Запас прочности основных конструкций здания, который должен обеспечить огнестойкость этих конструкций в условиях пожара, играет спасительную роль и при возникновении комбинированных особых воздействий, типа «удар-взрыв-пожар»  [9].

Именно этот ресурс сопротивляемости конструкций воздействию пожара и позволил башням Всемирного торгового центра, во время событий 11 сентября 2001 года, продержаться несколько десятков минут до наступления прогрессирующего разрушения.

Это позволило спасти десятки тысяч жизней людей, которые находились в этих и прилегающих зданиях.

В строительных нормах и правилах огнестойкость используется  также в качестве основного показателя при проектировании такого элемента СПЗ как противопожарные преграды. Для различных видов противопожарных преград, таких как противопожарные стены, перегородки, перекрытия, тамбур-шлюзы, противопожарные двери, ворота, люки, клапаны, занавесы и др., в качестве регламентируемой характеристики используется  значение их «предела огнестойкости».

Степень огнестойкости здания является исходной характеристикой при проектировании эвакуации людей и противодымной защиты, разработке противопожарных разрывов между зданиями, проектировании инженерных систем здания, систем пожарной сигнализации, средств пожаротушения и т.д. [1,7].

В связи с этим, огнестойкость высотных зданий или их частей является обязательным и важным элементом обеспечения безопасности людей при ЧС на этих объектах.

Многочисленные испытания строительных конструкций на огнестойкость позволили выявить основные причины и характер разрушения при действии огня железобетонных, стальных, деревянных и др. конструкций, особенности их прогрева в этих условиях (см.рис.5).

Обобщение результатов огневых испытаний дало возможность создать каталог справочных данных, с помощью которого можно определять значения фактических пределов огнестойкости основных строительных конструкций [7].

Особые требования к огнестойкости высотных зданий

Здания, высотой до 16 этажей, подразделяются на пять степеней огнестойкости: I, II, III, IV, V [1-3].

Согласно [2-3], многофункциональные здания высотой более 16 этажей должны иметь особую степень огнестойкости. В соответствии с этим, к огнестойкости конструкций зданий, относящихся к особой степени огнестойкости также предъявляются особые требования в сторону их увеличения.

К числу основных особых требований относятся:

-         конструкции этих зданий должны выполняться, как правило, из несгораемых материалов.

-         минимальные пределы огнестойкости конструкций многофункциональных зданий повышенной этажности, имеющих особую степень огнестойкости должны быть не менее:

-   несущие стены  - REI 180;

-   противопожарные стены  - REI 180;

-   колонны  - R180;

-   стены лестничных клеток - REI 180;

-   элементы перекрытий (балки, ригели, рамы, фермы) – R 180;

-   противопожарные перекрытия – REI 180;

-   ограждающие конструкции лифтовых шахт- REI  90;

-   ограждающие конструкции шахт пожарных лифтов- REI 120;

-   ограждающие конструкции коммуникационных шахт- REI 60.

Средняя пожарная нагрузка этих зданий не должна превышать 50 кг/м²  (при пересчете на древесину).

Для зданий высотой более 100 метров предел огнестойкости перечисленных выше основных конструкций рекомендуется [1-3] увеличивать еще на один час.

Данное требование представляется избыточным [1],  приводящим к увеличению массы строительных конструкций, удорожанию строительства, сложностям при проектировании сверхвысоких зданий. Фактически речь идет о требовании использовать при высотном строительстве конструкции, которые при стандартном испытании на огнестойкость должны сопротивляться температурам до 1100^оС в течение четырех часов. Это соответствует пожарной нагрузке в помещении, в эквиваленте древесины, свыше 150 кг/м² , что превышает реальные и допустимые значения пожарной нагрузки в помещениях высотных зданий, более чем в два раза. Например, в двух 110-этажных административных зданиях Всемирного торгового центра в Нью-Йорке пожарная нагрузка в помещениях офисов, во время событий 11 сентября 2001 года, составляла 40 кг/м² в эквиваленте древесины [9]; а, согласно [2], допустимая пожарная нагрузка в помещениях высотных зданий не должна превышать 50 кг/м². В связи с этим, представляется возможным ограничить требования норм к максимальной  огнестойкости конструкций высотных зданий величиной 180 минут (3 часа)

5.2. Обеспечение  взрывозащиты  зданий, имеющих или могущих

   иметь взрывоопасные помещения  [12]

Основным опасным фактором взрыва является избыточное давление продуктов взрывного горения (избыточное давление взрыва).

К опасным факторам взрыва относятся также: повышенная температура; обрушение конструкций, элементов оборудования, коммуникаций и их  разлетающиеся части.

Особая опасность взрывов для строительных объектов состоит в том, что повреждение и разрушение этих объектов происходит очень быстро, в течение нескольких секунд.

Взрывозащита здания, имеющего или могущего иметь взрывоопасные помещения, заключается в применении специальных технических решений, позволяющих, при возникновении взрыва  в помещении, снижать избыточное давление взрыва в этом помещении до уровня, безопасного для основных несущих конструкций здания.

В качестве взрывозащиты здания используются так называемые «легкосбрасываемые конструкции» (ЛСК), роль которых в большинстве случаев выполняет остекление проемов взрывоопасных помещений [12]. При возникновении взрыва в помещении остекление проемов, при небольших давлениях, вскрывается и обеспечивает сброс продуктов взрывного горения в окружающую среду. При достаточной площади ЛСК этот сброс продуктов взрывного горения и обеспечивает безопасный для основных несущих конструкций здания уровень избыточного давления в аварийном помещении (см.рис.4).

6. МЕРЫ ПО ОГРАНИЧЕНИЮ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПОЖАРА  В  

          ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЯХ

6.1.  Противопожарные преграды в высотных зданиях

Противопожарные преграды - это технические  решения, предназначенные для предотвращения распространения пожара и продуктов горения из помещения или пожарного отсека с очагом пожара в другие помещения [1-4, 7-8].

Основные виды противопожарных преград: противопожарные стены; перегородки; перекрытия, клапаны, зоны и т.д.

В сочетании с другими элементами системы противопожарной защиты высотных и других  зданий и сооружений, противопожарные преграды являются надежным средством повышения безопасности людей и снижения материального ущерба при пожарах.

Противопожарные стены - вертикальные преграды, разделяющие здание по всей высоте на пожарные отсеки, обеспечивающие нераспространение пожара в смежный пожарный отсек, в том числе и в случае обрушения конструкции здания со стороны очага пожара ...

Обеспечение функционального назначения противопожарных стен в случае обрушения конструкции со стороны очага пожара решается путем использования специальных способов опирания на противопожарную стену примыкающих конструкций [8].

В противопожарных преградах допускается устройство проемов при условии их специальной защиты в  виде: противопожарных дверей, ворот, люков, клапанов, окон, занавесов [2,3,8].

Заполнения проемов в противопожарных преградах в виде дверей, ворот, люков и клапанов должны быть оборудованы устройствами для самозакрывания и уплотнения в притворах. Если они должны эксплуатироваться в открытом положении, то обязательным является их оборудование устройствами, обеспечивающими автоматическое закрывание при пожаре.

Для зданий повышенной этажности выше 16 этажей вводится ряд особых требований норм.

Например [2], наибольшая площадь этажа между противопожарными стенами для таких зданий, при размещении гостиничных номеров, апартаментов, квартир, не может превышать 3000м²; площадь подземных этажей между противопожарными стенами не должна превышать 4000м² . При этом предел огнестойкости противопожарных стен в подземной части зданий должна составлять не менее REI 150.

Противопожарные перекрытия  устраивают в высотных зданиях в силу необходимости ограничивать распространение пожара по вертикали здания. В соответствии с [2,3], многоэтажные здания следует разделять противопожарными перекрытиями по вертикали на пожарные отсеки. Высота такого отсека не должна превышать 30 этажей [2,3] или, для жилых зданий - 50 метров . Граница самого нижнего пожарного отсека высотного здания определяется с учетом возможности доступа пожарных подразделений с автолестниц и автоподъемников в любую квартиру отсека.

Каждый пожарный отсек  высотного здания отделяется от другого противопожарным перекрытием, имеющим предел огнестойкости REI 180. Надежной противопожарной преградой ограничивающей распространение пожара в высотном здании по вертикали являются перекрытия технического этажа. В этом случае, наличие двух перекрытий технического этажа является надежной преградой для распространения пожара между отсеками. Огнестойкость таких перекрытий допускается не менее REI 90.

На границе вертикального противопожарного отсека следует предусматривать карнизы по контуру здания, выступающие за пределы фасада на 0,75м [2].

Необходимо обратить внимание на то, что ограничение распространения пожара по вертикали связано с известными трудностями в связи с наличием лестничных клеток, лифтовых шахт и других шахт для прокладки различных коммуникаций. В этом случае необходимо разрабатывать  дополнительные технические решения, исключающие распространение пожара по вертикали: смещение оси лестничных клеток и лифтовых шахт в различных отсеках , противодымную защиту и т.д.

Преграды в виде водяных завес

При  решении ряда архитектурно-планировочных и функциональных задач при проектировании высотных зданий (например, при устройстве атриумов) допускается [2] , в виде исключения, вместо противопожарных стен, устраивать противопожарные преграды в виде водяных  завес. Для этой цели может быть использована   «дренчерная» система пожаротушения. Это система  трубопроводов для подачи огнетушащего состава, снабженных специальными насадками- дренчерными оросителями. Роль противопожарной преграды в данном случае играют две линии распределительных трубопроводов с дренчерными оросителями. При возникновении пожара происходит включение дренчерной системы автоматически или вручную и, соответственно, происходит истечение огнетушащего состава в двух параллельных плоскостях. В этом случае эквивалентом противопожарной преграды являются образующиеся водяные завесы в двух плоскостях, расположенных друг от друга на расстоянии 0,5 м и обеспечивающих интенсивность орошения не менее 1 л/с на погонный метр завесы при времени ее работы не менее часа [1-3].

6.2. Противопожарные разрывы

Противопожарные разрывы между зданиями являются важным элементом системы противопожарной защиты. Назначение  противопожарных разрывов - ограничение распространения пожара от одного здания к другому, а также обеспечение, в случае необходимости, эффективного тушения пожара и спасения людей и материальных ценностей  [1-4, 8] .

Количественной характеристикой противопожарных разрывов является расстояние между зданиями  в метрах. В соответствии со строительными нормами и правилами, расстоянием между зданиями и  сооружениями считается расстояние в свету между наружными стенами или другими конструкциями. При наличии выступающих более чем на 1м. конструкций зданий или сооружений, выполненных из горючих материалов, за противопожарный разрыв принимается расстояние между этими конструкциями.

Как правило, минимально допустимые (требуемые нормами) величины противопожарных разрывов между  зданиями и сооружениями установлены в зависимости от  назначения, класса функциональной пожарной опасности и степени огнестойкости противостоящих объектов [8].

7. МЕРЫ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ СВОЕВРЕМЕННОЙ И  

     БЕСПРЕПЯТСТВЕННОЙ  ЭВАКУАЦИИ И СПАСЕНИЯ ЛЮДЕЙ ПРИ ЧС

     В ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЯХ

7.1 Эвакуация людей из высотных зданий   

В зависимости от условий движения людей в зданиях, процесс движения людей можно подразделять на два типа: нормальное и вынужденное  [11].

К характерным особенностям вынужденного движения людей относятся  одновременность  движения людей  в сторону выходов. Плотность людского потока, при этом, может  значительно превышать плотность потока при нормальном движении. В отдельных случаях плотность людского потока может  при вынужденном движении достигать предельных значений, при которых возможно повреждение человеческого организма, приводящее к тяжелым увечьям и даже смертельному исходу.

Особо опасным случаем вынужденного движения людей является движение людей при возникновении паники (см.рис.5). Паника – это крайний, неудержимый страх, сразу охватывающий  отдельного человека или многих людей. Паника может возникнуть, когда никакой реальной угрозы для жизни людей не существует. Возникновение паники в зданиях и сооружениях с массовым пребыванием людей предполагает [11] такое стечение обстоятельств, при котором имеется источник действительной или мнимой опасности, неудовлетворительные конструктивно-планировочные решения мест массового пребывания людей и полная неподготовленность и непродуманность организационных мер по обеспечению безопасности людей при ЧС.

Эвакуация представляет собой процесс организованного самостоятельного движения людей наружу из помещений, в которых имеется возможность воздействия на них опасных факторов пожара [4].

В соответствии со СНиП [4] эвакуацией также следует считать несамостоятельное перемещение людей, относящихся к маломобильным группам населения, осуществляемое обслуживающим персоналом.

Безопасность эвакуации людей из зданий и сооружений при ЧС достигается путем обеспечения ее своевременности и беспрепятственности с помощью комплекса специальных мероприятий: объемно-планировочных, эргономических, конструктивных, инженерно-технических и организационных  [1-4, 11].

В связи с этим, к основным объемно-планировочным мероприятиям по обеспечению безопасной эвакуации людей из зданий и сооружений относится проектирование специальных эвакуационных путей и выходов.

В пределах помещения эвакуационные пути должны обеспечивать безопасную эвакуацию людей из данного помещения без учета применяемых в нем средств пожаротушения и противодымной защиты.

За пределами помещений необходимо предусматривать защиту путей эвакуации из условия безопасной эвакуации людей с учетом функциональной пожарной опасности помещений, выходящих на эвакуационный путь, класса конструктивной пожарной опасности здания, численности эвакуируемых, степени огнестойкости здания с учетом других мероприятий по защите путей эвакуации.

Эвакуационные пути и выходы, согласно противопожарным нормам [4], должны обеспечить эвакуацию всех людей, находящихся в помещениях зданий и сооружений, в течение необходимого времени эвакуации.

Условие своевременной и беспрепятственной эвакуации людей при пожаре

Безопасность человека в помещении или здании при пожаре  зависит от времени, в течении которого он может покинуть зону, где на него могут действовать опасные факторы пожара. В связи с этим продолжительность и условия движения людей при эвакуации имеют первостепенное значение и регламентируются  соответствующими разработками [11].

7.2. Защита людей на путях эвакуации от воздействия опасных

  факторов пожара

Защита людей на путях эвакуации обеспечивается комплексом объемно-планировочных, конструктивных, инженерно-технических и организационных мероприятий [1-4, 8, 10].

Основные мероприятия такого рода - это: противодымная защита здания, ограничение пожарной опасности строительных материалов  в помещениях и на путях эвакуации; системы оповещения людей о пожаре [2]. 

Противодымная защита высотных зданий [10]

     Противодымная защита высотных  зданий  устраивается для обеспечения эвакуации людей из помещений наружу, в пожаробезопасные зоны, а также для содействия успешному тушению пожара [1-4,10].

Противодымная защита  зданий повышенной этажности в общем случае включает (см.рис.6):

-         систему дымоудаления из коридоров и холлов;

-         устройство незадымляемых лестничных клеток;

-         систему подпора воздуха в шахтах лифтов.

Систему дымоудаления при пожаре следует предусматривать [10]:

-         из коридоров или холлов (на путях эвакуации) всех этажей надземной части зданий, высотой более 16 этажей;

-         из помещений подземных гаражей автостоянок и др.

Незадымляемые лестничные клетки, в соответствии с нормами [4], подразделяются на три типа:

   Н1 – устройство входов на лестничную клетку с каждого этажа через открытую воздушную зону (лоджию, галерею, балкон и т.п.);

   Н2 – создание при пожаре подпора  воздуха в лестничной клетке;

   Н3 – создание при пожаре подпора воздуха в тамбур-шлюзах перед лестничной клеткой.

Предусматривается и дистанционное включение элементов противодымной защиты с помощью кнопок, установленных на каждом этаже в шкафах пожарных кранов.

Пожарные лифты [2]  – это специально оборудованные лифты для использования пожарными подразделениями при пожарах в зданиях повышенной этажности или высотных зданиях.

Следует предусматривать [2] не менее двух противопожарных лифтов в пожарном отсеке зданий, высотой более 16 этажей и не менее одного в пожарном отсеке зданий, высотой 10-16 этажей при наличии многоэтажного подземного пространства в два и более этажей.

Противопожарные лифты должны иметь грузоподъемность не менее 1000 килограмм и возможность ускоренного подъема в зданиях высотой более 16 этажей.

Система оповещения и управления эвакуацией людей (СОУЭ) [2]

Эта система должна обеспечивать передачу в отдельные зоны здания или помещения звуковых или световых сигналов, сообщений о месте возникновения загорания, путях эвакуации и действиях, обеспечивающих безопасность людей и другой необходимой информации. Трансляционная сеть и аппаратура СОУЭ должны обеспечить своевременную передачу и слышимость сигналов оповещения во всех местах пребывания людей.

Ограничение пожарной опасности строительных материалов  

В соответствии с требованиями норм [2-4], пожарная опасность строительных материалов поверхностных слоев конструкций (отделок и облицовок) в помещениях и на путях эвакуации должна ограничиваться в зависимости от функциональной пожарной опасности помещения и здания с учетом других мероприятий по защите путей эвакуации.

7.3.  Спасение людей при пожаре

В отличие от эвакуации, спасение людей при пожаре представляет собой вынужденное перемещение людей наружу при воздействии на них опасных факторов пожара или при возникновении непосредственной угрозы этого воздействия [4].

Спасение осуществляется самостоятельно (см.рис.7), с помощью пожарных подразделений или специально обученного персонала, с использованием спасательных средств (см.рис.11,12), через эвакуационные или аварийные выходы.

В качестве аварийных выходов могут использоваться выходы, не отвечающие требованиям, предъявляемым к эвакуационным. К аварийным выходам могут относиться: выход на открытый балкон или лоджию с глухим простенком не менее 1,2 м от торца балкона (лоджии) до оконного проема (остекленной двери) или не менее 1,6 м между остекленными проемами, выходящими на балкон (лоджию);  выход на открытый переход шириной не менее 0,6 м, ведущий в смежную секцию здания класса Ф.1.3 или в смежный пожарный отсек через пожарную зону; выход на балкон или лоджию, оборудованные наружной лестницей, поэтажно соединяющей балконы или лоджии; выход на кровлю здания ей огнестойкости, классов СО и С1 через окно, дверь или люк [4].

В современном строительстве, для спасения людей при пожарах, разработано и используется большое количество разнообразных индивидуальных и коллективных спасательных устройств [1].    

Коллективное спасательное устройство – средство спасения при пожаре, которым одновременно может воспользоваться группа людей.

Это специальные помещения  внутри здания, предназначенные для размещения людей при пожаре в случае невозможности, по тем или иным причинам, невозможности их эвакуации по имеющимся в здании эвакуационным путям и выходам.

Необходимость устройства такого рода помещений в высотных зданиях возникает из-за наличия людей с ограниченной подвижностью, большой протяженности эвакуационных путей по горизонтали и по вертикали и возможности их задымления при пожаре.

 «Коллективное укрытие» - помещение или место, где исключается воздействие опасных факторов пожара на людей в течение времени, необходимого для их спасения [2].

Помещения для коллективного спасения людей обычно имеют многоцелевое назначение. В условиях нормальной эксплуатации зданий эти помещения обычно должны иметь такое функциональное назначение, которое не будет препятствовать спасению людей при пожаре.

Площади этих помещений, их размещение, огнестойкость ограждающих конструкций, их незадымляемость, системы аварийного освещения, средства  связи и тушения пожаров должны являться предметом специальных инженерных решений.

При оснащении фасадов зданий подъемными устройствами для ремонта и очистки фасадов, указанные устройства должны рассчитываться на использование пожарными подразделениями, в том числе для спасения людей [1-3]. На стадии проектирования высотных зданий должна быть также рассмотрена возможность использования вертолетов для спасения людей [2]. 

Индивидуальное спасательное устройство – средство для защиты органов дыхания от продуктов горения; для самостоятельного спуска с балкона (окон) и др.

В чрезвычайных ситуациях, при проведении спасательных операций, в условиях воздействия опасных факторов пожара, весьма эффективным средством спасения людей являются средства индивидуальной защиты в виде самоспасателей.

Самоспасатель – это средство защиты органов дыхания, зрения и кожных покровов головы или только органов дыхания, используемое для спасения людей, оказавшихся в среде непригодной для дыхания

8. Меры  АКТИВНОЙ ЗАЩИТЫ высотных  ЗДАНИЙ  ОТ  ПОЖАРА

8.1. Пожарная сигнализация

Необходимость устройства установок пожарной сигнализации в зданиях регламентируется специальными нормами [8].

Согласно НПБ 110-03 , жилые, общественные и др. здания и сооружения, высотой более 28 метров, независимо от площади, оборудуются автоматическими установками пожарной сигнализации (АУПС) и автоматическими установками пожаротушения (АУПТ).

Установки пожарной сигнализации (УПС)

Установки пожарной сигнализации (УПС) - это совокупность функционально связанных элементов: пожарных извещателей, ли­нии связи, станции (пульта) пожарной сигнализации для обнаруже­ния пожара в начальной стадии его развития.

Пожарные извещатели (ПИ) – это устройства, предназначенные для подачи сигнала о пожаре [8].

Автоматические ПИ преобразуют физические параметры, характеризующие развитие пожара, в электрические сигналы и по линиям связи передают их на станцию пожарной сигнализации (СПС), где они расшифровываются и преобразуются в световые и звуковые сигналы. В зависимости от физического фактора, на который реагируют ПИ, они делятся на: тепловые (повышенная температура); дымовые; световые (оптическое излучение открытого пламени); комбинированные.

Количество автоматических пожарных извещателей определя­ется необходимостью обнаружения загораний по всей контролиру­емой площади помещений (зон).

Если установка пожарной сигнализации предназначена для уп­равления автоматическими установками пожаротушения, дымоудаления и оповещения о пожаре, каждую, точку защищаемой по­верхности необходимо контролировать не менее чем двумя авто­матическими пожарными извещателями.

Принцип действия ПИ заключается в изменении свойств их чувствительных элементов при воздействии параметров пожара в его начальной стадии.

Площади, контролируемые одним пожарным извещателем максимальное расстояние между извещателями и ограждениями определяется в соответствии с нормами [8].        

8.2. Установки автоматического пожаротушения

Средства тушения пожара предназначаются для локализации возникающих очагов горения огнетушащим составом или создания условий, при которых горение прекращается.

Одним из самых эффективных средств тушения пожара явля­ются автоматические установки пожаротушения (АУП). Отличи­тельной особенностью АУП является выполнение ими одновремен­но и функций автоматической пожарной сигнализации.

Установки пожаротушения классифицируются:

— по виду огнетушащего вещества;

— конструктивному наполнению;

— характеру воздействия на очаг пожара;

— способу пуска;

— инерционности;

— продолжительности подачи средств тушения.

Водяные АУП

Установки водяного пожаротушения находят применение и  используются для защиты различных объектов, в том числе  для защиты  высотных жилых и общественных зданий.

Водяные АУП по конструктивному исполнению подразделя­ются: на спринклерные и дренчерные (см рис.10).

Спринклерные установки водяного пожаротушения (СУВП) применяются в помещениях с обычной пожарной опасностью для локального тушения по площади.

Дренчерные установки водяного пожаротушения (ДУВП) применяют, как правило, для защиты помещений с повышенной по­жарной опасностью, когда эффективность пожаротушения может быть достигнута лишь при одновременном орошении всей защи­щаемой площади.

Дренчерные установки применяют, кроме того, для орошения вертикальных поверхностей  и создания водяных завес (защиты проемов), в качестве эквивалентной замены конструктивных противопожарных преград (например, в атриумах), фонарей и т.п., в соответствии с [2].

В зданиях более 16 этажей системы внутреннего противопожарного водопровода и автоматического пожаротушения должны быть раздельными.

8.3. Опорные пункты  пожаротушения

Это специальные помещения в зданиях высотой более 30 этажей, размещаемые вблизи незадымляемых лестничных клеток, пожарных лифтов, смежно с помещениями центрального пульта управления  системой противопожарной защиты здания (ЦПУ СПЗ).

Опорные пункты пожаротушения оснащаются  регламентируемыми количествами ручных средств тушения пожара, индивидуальных и коллективных спасательных устройств, электрических 

8.4. Центральный пульт управления системами противопожарной

             защиты (ЦПУ СПЗ)

Основной функцией ЦПУ СПЗ является управление системами противопожарной защиты и обеспечение координации действий всех служб, ответственных за обеспечение безопасности людей и ликвидацию пожара. Размещается ЦПУ вблизи от главного входа в здание или в помещении первого или цокольного этажа с выходом непосредственно наружу и должен иметь прямую телефонную связь с ближайшей пожарной частью [2].

     ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В современном строительстве разработана и успешно применяется мощная, многоуровневая система противопожарной защиты (СПЗ) высотных зданий, включающая, в общем случае, 15 элементов защиты [1-4]. Весь этот комплекс мер, в первую очередь, направлен на обеспечение безопасности людей при пожарах.

В статье, в систематизированном виде, рассмотрен этот комплекс современных  и перспективных мер по обеспечению безопасности людей при пожарах в высотных зданиях, с учетом специфики пожарной опасности этих объектов.

При правильном  проектировании, устройстве и эксплуатации этого комплекса мер системы противопожарной защиты, требуемый уровень безопасности людей, оказавшихся в высотном здании при возникновении пожара, будет обеспечен.

Список литературы

1.           Ройтман В.М. Особенности обеспечения противопожарной защиты высотных зданий. – Современное высотное строительство. Эффективные технологии и материалы: 2-й Межд.симпозиум по строит.мат-лам  Кнауф для СНГ (Сб.докл).- М.: МГСУ, 2005, с.173-181.

2.           МГСН 4.04-94. Многофункциональные здания и комплексы (Введены в действие с 01.01.1995).

3.           Общие положения к техническим требованиям по проектированию жилых зданий высотой более 75 метров .-М.: Москомархитектура, 2002.-69с.

4.           СНиП 21-01-97*. Пожарная безопасность зданий и сооружений 

5.           Федеральный закон «О техническом регулировании» (Принят Государственной Думой 15 декабря 2002 года)

6.           ГОСТ 12.1.004-85. Пожарная безопасность. Общие требования.

7.           Ройтман В.М. Инженерные решения по оценке огнестойкости проектируемых и реконструируемых зданий. – М.: Пожнаука, 2001. –383 с.,ил.

8.           Забегаев А.В., Ройтман В.М. и др. Новое в законодательстве по инженерной безопасности и противопожарным нормам. –М.: ЗАО «Логос-Развитие», 2002.-124с.

9.           Roytman V.V., Pasman H.J., Lukashevich I.E. The Concept of Evaluation of Building  Resistance against combined hazardous Effects “Impact-Explosion-Fire” after  Aircraft Crash. – Fire and Explosion Hazards: Proceedings of the Fourth International  Seminar, 2003, Londonderry, NI, UK, pp.283-293.

10.      Есин В.М., Шрабштейн А.В. Системы противодымной  защиты. - Пожарная безопасность, 2005, с.246-252.

11.      Холщевников В.В. Проблема беспрепятственной эвакуации людей из высотных зданий и пути ее решения. – Городской строительный комплекс и безопасность жизнеобеспечения граждан (Сб.докладов, часть 1). – М.: МГСУ, 2005, с.46-53.

12.      Пилюгин Л.П. Обеспечение взрывоустойчивости зданий с помощью предохранительных конструкций.-М.: Асс.»Пожнаука», 2000.-224 с.: ил.