Оценка эффективности применения индивидуальных средств защиты и спасения при движении людей по горизонтальным путям эвакуации

ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ 1’2004

УДК 614.84.664

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ

СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ И СПАСЕНИЯ ПРИ ДВИЖЕНИИ ЛЮДЕЙ

ПО ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ ПУТЯМ ЭВАКУАЦИИ

А. Я. Корольченко, В. Ю. Процкий

Институт инженерной безопасности в строительстве МГСУ

Определены критерии блокирования путей эвакуации при использовании различных само- спасателей, проанализированы факторы, определяющие эффективность их применения.

бщая тенденция роста числа погибших и трав-              дыхания и зрения человека, в котором весь запас
Омированных людей при пожарах обуславлива-                   воздуха хранится в баллоне в сжатом состоянии.
Изолирующие самоспасатели в зависимости от
ет необходимость более широкого применения ин-
дивидуальных средств защиты и спасения, что                  назначения подразделяются на:
предусмотрено положениями ГОСТ 12.1.004 “По-                 l   самоспасатели, предназначенные для примене-
жарная безопасность. Общие требования” и СНиП                    ния людьми, которые самостоятельно эвакуиру-
21-01–97* “Пожарная безопасность зданий и со-                    ются из помещений во время пожара (самоспа-
оружений” [1, 2].                                                сатели общего назначения);
Отечественной промышленностью освоены                    l   самоспасатели, предназначенные для примене-
различные типы самоспасателей — средств инди-                    ния обслуживающим персоналом зданий для
видуальной защиты органов дыхания и зрения че-                   проживания людей (гостиниц, кемпингов, моте-
ловека от опасных факторов пожара в течение вре-                 лей, общежитий, школ-интернатов, домов для
мени, необходимого для выхода из задымленных                     престарелых и инвалидов, детских домов и дру-
зданий, помещений, производственных объектов.                    гих зданий, за исключением жилых домов), ко-
По принципу действия самоспасатели подразделя-                   торый отвечает за организацию эвакуации из
ются на фильтрующие и изолирующие.                               помещений во время пожара (самоспасатели
Самоспасатель фильтрующий — средство ин-                     специального назначения).
дивидуальной защиты органов дыхания и зрения                     Фильтрующие самоспасатели относятся к само-
человека, в котором вдыхаемый воздух очищается               спасателям общего назначения. Условное время за-
в фильтрующе-сорбирующем элементе самоспа-                   щитного действия самоспасателей общего назначе-
сателя, а выдыхаемый удаляется в окружающую                  ния составляет не менее 15 мин, а самоспасателей
среду. Область применения фильтрующих само-                  специального назначения — не менее 25 мин.
спасателей ограничена содержанием кислорода в                    Самоспасатели обеспечивают защиту в режи-
окружающей среде не менее 17%.                               мах дыхания, характеризующихся выполнением
Применение изолирующих самоспасателей не                 нагрузок: от легкой до очень тяжелой работы в диа-
зависит от концентрации отравляющих газов и со-              пазоне температур окружающей среды от 0 до 60°С.
держания кислорода в окружающей среде. Изоли-                    На первом месте по степени защиты от опасных
рующие самоспасатели подразделяются на само-                 факторов пожара (ОФП) стоят изолирующие резер-
спасатели с химически связанным кислородом и                 вуарные самоспасатели со сжатым воздухом, за
резервуарные со сжатым воздухом.                             ними следуют изолирующие самоспасатели с хи-
Самоспасатель с химически связанным кисло-               мически связанным кислородом и замыкают спи-
родом — средство индивидуальной защиты орга-                 сок фильтрующие самоспасатели.
нов дыхания и зрения человека, в котором выдыхае-                Время надевания и приведения самоспасателей
мый воздух после очистки от двуокиси углерода и              в действие согласно [3, 4] не должно превышать 60 с.
добавления кислорода повторно используется для                   Оценка эффективности применения самоспаса-
дыхания. Предназначенный для дыхания кислород                телей при эвакуации по коридору, в который выхо-
содержится в химически связанном состоянии в                 дят продукты горения из горящего помещения, про-
виде твердого кислородсодержащего продукта.                  водилась на основе методики, изложенной в ГОСТ
Самоспасатель резервуарный со сжатым воз-                12.1.004, путем сравнения времен достижения
духом — средство индивидуальной защиты органов               опасными факторами пожара предельно-допусти-

БЕЗОПАСНОСТЬ ЛЮДЕЙ ПРИ ПОЖАРАХ
мых значений для людей без самоспасателей и в                                                                                Т
В = 0,9 м                          СО2

Критическая продолжительность фильтрующих и изолирующих самоспасателях

При этом время достижения опасными фактора- ми пожара предельно-допустимого значения по

пожара, с потере видимости было одинаковым как при эвакуации людей без самоспасателей, так и в само-

О2 спасателях, и не учитывалось при сравнении.

В соответствии с ГОСТ 12.1.004 предельно- допустимые значения опасных факторов пожара

СО для людей без самоспасателей составят:

l температура продуктов горения — 70°С;

l концентрация углекислого газа — 0,11 кг/м3; 0 10 20 30 40 50 60 l концентрация окиси углерода — Длина коридора L, м

1,16 Ч 10 – 3 кг/м3; РИС.1. Результаты расчетов критической продолжительно- l концентрация кислорода — менее 17%. сти пожара при В = 0,9 м

В соответствии с НПБ 161–2001 для человека в изолирующем самоспасателе в пределах времени O2 разница t кр - t кр

CO составляет около 40 с, а при защитного действия предельно-допустимым значе-

L = 60 м — более 70 с. Это позволяет сделать вывод нием опасного фактора пожара будет температура об эффективности использования фильтрующих продуктов горения, равная 60°С.

самоспасателей при эвакуации в коридорах протя-

Для человека в фильтрующем самоспасателе в женностью более 45 м и времени одевания не более соответствии с НПБ 302–2001 в пределах времени 30 с, поскольку в этом диапазоне анализируемых защитного действия предельно-допустимыми зна- параметров человек в фильтрующем самоспасателе чениями опасных факторов пожара будут темпера- имеет возможность безопасно эвакуироваться при тура продуктов горения, равная 60°С, и концентра- некотором увеличении времени начала эвакуации.

ция кислорода, составляющая менее 17%.

Анализ результатов расчетов, представленных

В рамках численного эксперимента, базирую- на рис. 1, показывает, что критическая продолжи- щегося на методике ГОСТ 12.1.004 в части описа- CO 2 тельность пожара по СО2 t кр во всем диапазоне ния распространения продуктов горения в кори-

L = 10 – 60 м выше критической продолжительно- доре при пожаре в помещении и определения CO значений критической продолжительности пожара сти пожара по окиси углерода t кр и этот параметр по условию достижения каждым ОФП предельно- не является определяющим для оценки эффектив- допустимых значений, проведено сравнение крити- ности применения самоспасателей.

ческой продолжительности пожара при эвакуации Следует отметить, что при L = 20 м разница людей без самоспасателей, а также в фильтрующих

Т t кр - t кр

СО составляет не более 30 с, а при L > 40 м — и изолирующих самоспасателях. более 360 с. Это обуславливает эффективность ис-

При математических расчетах горючая нагрузка пользования изолирующего самоспасателя при эва- очага пожара (по составу и количеству) принима- куации в коридорах протяженностью более 20 м и лась соответствующей офисному помещению пло- времени одевания около 60 с, поскольку в этом диа- щадью 22 м2. Высота коридора считалась равной пазоне анализируемых параметров человек в изо-

2,8 м, ширина — 2 м. Дверь горящего помещения лирующем самоспасателе имеет возможность безо- составляла по высоте 2 м. В ходе расчетов варьиро- пасно эвакуироваться даже при повышенных вались значения длины коридора L (общая длина по значениях времени начала эвакуации, а также при обе стороны от очага пожара) и ширины открытия малой мобильности или немобильности (напри- дверного проема горящего помещения В. мер, при эвакуации обслуживающим персоналом лежачих пациентов в больницах).

Расчеты показали, что минимальное значение критической продолжительности пожара для всего Таким образом, изолирующий самоспасатель характерного для практики диапазона значений имеет более широкий диапазон эффективного при-

L = 20 – 60 м при полностью открытом дверном менения при эвакуации по коридору по сравнению проеме реализуется по окиси углерода t кр CO

(рис. 1). с фильтрующим самоспасателем.

Как видно из рис. 1, критическая продолжи- Варьирование шириной открытия дверного тельность пожара по кислороду t кр O2

(т.е. уменьше- проема В показало, что при В = 0,3 м минимальное ние концентрации О2 ниже 17%) существенно значение критической продолжительности пожара выше критической продолжительности пожара по для всего характерного для практики диапазона окиси углерода t кр CO при значениях L, превышаю- значений L = 20 – 60 м также реализуется по окиси

CO щих 45 м. Необходимо отметить, что при L = 45 м углерода t кр (рис. 2), однако разница между крити-

ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ 1’2004

Т СО2

Критическая продолжительность 700 В = 0,3 м ридорах протяженностью более 25 м и времени одевания около 30 с при наличии технических ре- шений, ограничивающих открытие дверного прое- пожара, с

О2 ма (использование доводчиков и др.), поскольку в

400 этом диапазоне анализируемых параметров чело-

300 век в фильтрующем самоспасателе имеет возмож-

200 ность безопасно эвакуироваться даже при повы-

СО шенных значениях времени начала эвакуации или низкой скорости эвакуации.

0 Как и при полностью открытом дверном проеме

0 10 20 30 40 50

Длина коридора L, м критическая продолжительность пожара по СО2

СО 2

РИС.2. Результаты расчетов критической продолжительно- t кр во всем диапазоне L = 10 – 60 м выше критиче- сти пожара при В = 0,3 м ской продолжительности пожара по окиси углерода

CO t кр и этот параметр не является определяющим для

700 оценки эффективности применения самоспасате-

Критическая продолжительность

L = 30 м     Т
600                                                      лей (см. рис. 2).
При фиксированной длине коридора L = 30 м
СО2                             ширина открытия дверного проема, как это видно
пожара, с

400                                                      из рис. 3, существенным образом определяет эф-
300                                                      фективность применения различных самоспасате-
О2                              лей. Изолирующий самоспасатель дает увеличение
возможного времени эвакуации при любой ширине
100                      СО                              открытия дверного проема, применение же фильт-
0                                                      рующего самоспасателя — при ширине открытия
0        0,2      0,4     0,6       0,8            дверного проема не более 0,3 м.
Ширина oткрытия проема В, м
Таким образом, применение фильтрующих са-
РИС.3. Зависимость критической продолжительности пожара                                         моспасателей эффективно для эвакуации в коридо-
от ширины открытия проема В при длине коридора L = 30 м
рах значительной протяженности для мобильных
групп населения, хорошо обученных правилам ис-
ческими продолжительностями пожара по различ-                                                   пользования самоспасателей (одевания и приведе-
О2
ным факторам t кр   - t кр
CO
, а также t кр - t кр увеличи-
T      CO                                                ния в действие).
вается.                                                                                              Эффективность использования изолирующих
Как видно из рис. 2, критическая продолжи-                                                  самоспасателей обеспечивается даже при эвакуа-
О2
тельность пожара по кислороду t кр        (т.е. уменьше-                                        ции в коридорах незначительной протяженности
ние концентрации О2 ниже 17%) существенно                                                       для маломобильных групп населения, не имеющих
выше критической продолжительности пожара по                                                    навыков быстрого одевания самоспасателей, а так-
CO
окиси углерода t кр   при значениях L, превышаю-                                                же в случае несамостоятельной эвакуации. При
О2
щих 25 м. При L = 45 м разница t кр      - t кр
CO
составля-                                      этом с учетом высокой концентрации СО на путях
ет около 200 с, а при L = 60 м — около 300 с.                                                   эвакуации должна быть обеспечена необходимая
Это создает предпосылки к использованию                                                     вероятность правильного приведения самоспасате-
фильтрующего самоспасателя при эвакуации в ко-                                                  ля в действие.

ЛИТЕРАТУРА

1. ГОСТ 12.1.004–91. ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования.

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

3. НПБ 169–01. Техника пожарная. Самоспасатели изолирующие для защиты органов дыхания и зрения людей при эвакуации из помещений во время пожара. Общие технические требова- ния. Методы испытаний.

4. НПБ 302–2001. Техника пожарная. Самоспасатели фильтрующие для защиты органов дыха- ния и зрения людей при эвакуации из помещений во время пожара. Общие технические тре- бования. Методы испытаний.

Поступила в редакцию 12.12.03.