Пособие по расчёту рисков № 382 (2014 г.)
Переработанное издание пособия по методике № 382: уточнены примеры, добавлены разборы спорных случаев подбора сценариев пожара и расчёта вероятности эвакуации. Полезно при сопоставлении расчётов, выполненных в разные годы.
Объём оцифровки: 208,630 знаков. Ссылки внутри текста ведут на карточки источников и публикаций библиотеки.
МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ
ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ
И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ «ВСЕРОССИЙСКИЙ ОРДЕНА “ЗНАК ПОЧЕТА”
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ОБОРОНЫ»
ПОСОБИЕ
ПО ПРИМЕНЕНИЮ «МЕТОДИКИ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ ВЕЛИЧИН
ПОЖАРНОГО РИСКА В ЗДАНИЯХ,
СООРУЖЕНИЯХ И СТРОЕНИЯХ
РАЗЛИЧНЫХ КЛАССОВ
ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ПОЖАРНОЙ
ОПАСНОСТИ»
Москва 2014
МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ
ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ
И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ «ВСЕРОССИЙСКИЙ ОРДЕНА “ЗНАК ПОЧЕТА”
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ОБОРОНЫ»
ПОСОБИЕ
ПО ПРИМЕНЕНИЮ «МЕТОДИКИ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ ВЕЛИЧИН
ПОЖАРНОГО РИСКА В ЗДАНИЯХ,
СООРУЖЕНИЯХ И СТРОЕНИЯХ
РАЗЛИЧНЫХ КЛАССОВ
ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ПОЖАРНОЙ
ОПАСНОСТИ»
2-е издание, исправленное и дополненное
Москва 2014
УДК 641.841.3
ББК 38.7:38.96
П62
Авторский коллектив: А.А. Абашкин, канд. техн. наук А.В. Кар пов, Д.В. Ушаков, М.В. Фомин (ФГБУ ВНИИПО МЧС России); доктор техн. наук А.Н. Гилетич, П.М. Комков (ДНД МЧС России), канд. техн.
наук Д.А. Самошин (АГПС МЧС России).
Пособие по применению «Методики определения рас-
П62 четных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности». 2-е изд., испр. и доп. М.: ВНИИПО, 2014. 226 с.
Пособие, разработанное в развитие «Методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных клас сов функциональной пожарной опасности», утвержденной приказом МЧС от 30 июня 2009 г. № 382, с изменениями, утвержденными приказом МЧС от 12 декабря 2011 г. № 749, доработано с учетом опыта применения методики и
1-го издания пособия.
Предназначено для практического использования при определении рас четных величин пожарного риска на объектах общественного назначения. Пред ставлены разъяснения по ряду вопросов, не нашедших отражения в 1-м издании.
Приведены примеры расчета пожарного риска для многофункционального зда ния, здания гостиницы и пример расчета эвакуации с использованием имитаци онно-стохастической модели.
Предназначено для сотрудников Государственной противопожарной службы, преподавателей и слушателей пожарно-технических и других образо вательных организаций, специалистов ведомств, научно-исследовательских, экспертных и проектных организаций, занимающихся проведением и эксперти зой расчетов по оценке пожарного риска.
УДК 641.841.3
ББК 38.7:38.96
МЧС России, 2014
ФГБУ ВНИИПО МЧС России, 2014
СОДЕРЖАНИЕ
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
2. ПОРЯДОК ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ ВЕЛИЧИН
ПОЖАРНОГО РИСКА В ЗДАНИЯХ, СООРУЖЕНИЯХ
И СТРОЕНИЯХ РАЗЛИЧНЫХ КЛАССОВ
ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
2.1. Анализ пожарной опасности объекта
2.2. Определение частоты реализации пожароопасных ситуаций
2.3. Построение полей опасных факторов пожара для различных сценариев его развития
2.4. Оценка последствий воздействия опасных факторов пожара на людей для различных сценариев его развития
2.5. Порядок разработки дополнительных противопожарных мероприятий при определении расчетной величины индивидуального пожарного риска
2.6. Определение расчетных величин индивидуального пожарного риска
3. ТИПОВЫЕ ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ ВЕЛИЧИН
ПОЖАРНОГО РИСКА
3.1. Пример расчета для здания торгово-развлекательного центра
3.1.1. Анализ пожарной опасности объекта
3.1.2. Определение частоты реализации пожароопасных ситуаций
3.1.3. Экспертный выбор сценариев пожара
3.1.4. Выбор метода математического моделирования пожара
3.1.5. Исходные данные для проведения расчетов по распространению опасных факторов пожара
3.1.6. Описание полевого метода моделирования пожара в здании
3.1.7. Построение полей опасных факторов пожара для различных сценариев его развития
3.1.8. Определение расчетного времени эвакуации людей из здания
3.1.8.1. Методика расчета времени эвакуации людей при пожаре
3.1.8.2. Результаты расчета времени эвакуации tp
3.1.8.3. Оценка последствий воздействия опасных факторов пожара на людей для различных сценариев его развития
3.1.9. Определение величины индивидуального пожарного риска
3.2. Пример расчета для здания класса функциональной пожарной опасности Ф1.2
3.2.1. Анализ пожарной опасности объекта
3.2.2. Определение частоты реализации пожароопасных ситуаций
3.2.3. Экспертный выбор сценариев пожара
3.2.4. Выбор метода математического моделирования пожара
3.2.5. Исходные данные для проведения расчетов по распространению опасных факторов пожара
3.2.6. Описание полевого метода моделирования пожара в здании
3.2.7. Результаты расчета времени блокирования путей эвакуации опасными факторами пожара
3.2.8. Определение расчетного времени эвакуации людей из здания
3.2.8.1. Методика расчета времени эвакуации людей при пожаре
3.2.8.2. Результаты расчета времени эвакуации tp
3.2.8.3. Оценка последствий воздействия опасных факторов пожара на людей для различных сценариев его развития
3.2.8.4. Определение величины индивидуального пожарного риска
3.2.9. Разработка дополнительных противопожарных мероприятий
3.2.9.1. Результаты расчета времени блокирования путей эвакуации опасными факторами пожара с учетом реализации дополнительных противо пожарных мероприятий
3.2.9.2. Расчет времени эвакуации людей для сцена риев № 5 и 6 при выполнении дополнительных мероприятий
3.2.9.3. Определение вероятности эвакуации людей из здания при пожаре Рэ
3.2.9.4. Определение величины индивидуального пожарного риска с учетом реализации дополнительных мероприятий
3.3. Пример определения расчетного времени эвакуации людей для здания класса функциональной пожарной опасности Ф4.3 с использованием имитационно стохастической модели движения людских потоков
3.3.1. Описание модели
3.3.2. Краткая характеристика объекта
3.3.3. Составление расчетной схемы эвакуации
3.3.4. Выбор мест размещения контрольных точек
3.3.5. Результаты расчета
3.3.6. Выводы по результатам расчета
Литература
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящее пособие по применению «Методики
определения расчетных величин пожарного риска в здани ях, сооружениях и строениях различных классов функцио нальной пожарной опасности» (далее – Пособие) предна значено для практического использования при определе нии расчетных величин пожарного риска в зданиях, со оружениях и строениях различных классов функциональ ной пожарной опасности (далее – объектов) в соответствии с методикой [1] (далее – Методика), утвержденной прика зом МЧС России от 30 июня 2009 г. № 382, с изменениями
(утверждены приказом МЧС России от 12 декабря 2011 г.
№ 749).
Методика принята в соответствии с Постановлением
Правительства Российской Федерации № 272 [2], которое устанавливает порядок проведения расчетов по оценке по жарного риска в случаях, предусмотренных Федеральным законом № 123-ФЗ [3].
1.2. Расчетные величины пожарного риска являются количественной мерой возможности реализации пожарной опасности объекта и ее последствий для людей. Расчеты по оценке пожарного риска проводятся путем сопоставления расчетных величин пожарного риска с соответствующими нормативными значениями пожарных рисков, установлен ными Федеральным законом № 123-ФЗ [3].
1.3. В Методике [1] пожарный риск в здании характе ризуется значением индивидуального пожарного риска.
1.4. В соответствии со ст. 79 ФЗ № 123-ФЗ [3] величина индивидуального пожарного риска в зданиях и сооружениях
не должна превышать значение одной миллионной в год
(т. е. 10–6 год–1) при размещении отдельного человека в наи более удаленной от выхода из здания, сооружения точке.
1.5. Результаты оценки пожарного риска используются для обоснования обеспечения допустимых значений пожар ного риска, установленных федеральным законодательст вом, в следующих случаях:
объекты, для которых федеральными законами о тех нических регламентах и/или нормативными документами по пожарной безопасности не установлены требования по жарной безопасности;
объекты, для которых не в полном объеме выполнены требования нормативных документов по пожарной безопас ности;
для принятия решений по разработке дополнительных мер по обеспечению пожарной безопасности объекта в слу чае превышения одним или несколькими расчетными зна чениями пожарных рисков нормативных значений, установ ленных федеральным законодательством.
Необходимость включения в проектную документа цию расчетов по оценке пожарного риска регламентируется
Постановлением Правительства Российской Федерации
№ 87 [4].
1.6. В соответствии с п. 1 Методики, она распростра няется на здания классов функциональной пожарной опас ности:
Ф1.2 – гостиницы, общежития, спальные корпуса са наториев и домов отдыха общего типа, кемпингов, мотелей и пансионатов;
Ф2 – здания зрелищных и культурно-просветительных учреждений, в том числе:
а) Ф2.1 – театры, кинотеатры, концертные залы, клу бы, цирки, спортивные сооружения с трибунами, библиоте ки и другие учреждения с расчетным числом посадочных мест для посетителей в закрытых помещениях;
б) Ф2.2 – музеи, выставки, танцевальные залы и дру гие подобные учреждения в закрытых помещениях;
в) Ф2.3 – театры, кинотеатры, концертные залы, клу бы, цирки, спортивные сооружения с трибунами, библиоте ки и другие учреждения с расчетным числом посадочных мест для посетителей на открытом воздухе;
г) Ф2.4 – музеи, выставки, танцевальные залы и другие подобные учреждения на открытом воздухе;
Ф3 – здания организаций по обслуживанию населения, в том числе:
а) Ф3.1 – здания организаций торговли;
б) Ф3.2 – здания организаций общественного питания;
в) Ф3.3 – вокзалы;
г) Ф3.4 – поликлиники и амбулатории;
д) Ф3.5 – помещения для посетителей организаций бытового и коммунального обслуживания с нерасчетным числом посадочных мест для посетителей;
е) Ф3.6 – физкультурно-оздоровительные комплексы и спортивно-тренировочные учреждения с помещениями без трибун для зрителей, бытовые помещения, бани;
Ф4 – здания научных и образовательных учреждений, научных и проектных организаций, органов управления уч реждений, в том числе:
а) Ф4.1 – здания общеобразовательных учреждений, образовательных учреждений дополнительного образования детей, образовательных учреждений начального профес сионального и среднего профессионального образования;
б) Ф4.2 – здания образовательных учреждений высше го профессионального образования и дополнительного профессионального образования (повышения квалифика ции) специалистов;
в) Ф4.3 – здания органов управления учреждений, проектно-конструкторских организаций, информационных и редакционно-издательских организаций, научных органи заций, банков, контор, офисов;
г) Ф4.4 – здания пожарных депо;
Ф5 – пожарные отсеки производственного или склад ского назначения с категорией помещений по взрывопо жарной и пожарной опасности В1–В4, Г, Д, входящие в со став зданий с функциональной пожарной опасностью Ф1,
Ф2, Ф3, Ф4, в том числе Ф5.2 – стоянки для автомобилей без технического обслуживания и ремонта.
1.7. В соответствии с Методикой определение расчет ных величин пожарного риска осуществляется на основании:
а) анализа пожарной опасности зданий;
б) определения частоты реализации пожароопасных ситуаций;
в) построения полей опасных факторов пожара для различных сценариев его развития;
г) оценки последствий воздействия опасных факторов пожара на людей для различных сценариев его развития;
д) наличия систем обеспечения пожарной безопасно сти зданий.
1.8. В соответствии с п. 4 Методики результаты и вы воды, полученные при определении пожарного риска, ис пользуются для обоснования параметров и характеристик зданий, сооружений и строений, которые учитываются в на стоящей Методике.
1.9. При необходимости проведения расчета его ре зультаты оформляются в виде отчета, соответствующего требованиям Постановления [2], в который включаются:
а) наименование использованной методики, преду смотренной п. 5 Постановления;
б) описание объекта защиты, в отношении которого проведен расчет по оценке пожарного риска, при этом в данном разделе указывается основание для проведения расчета риска. В случае если основанием является несоблю дение требований нормативных документов, приводятся формулировки данных требований. При отсутствии норма тивных требований указывается, что нормативные требова ния для объекта отсутствуют;
в) результаты проведения расчетов по оценке пожар ного риска;
г) перечень исходных данных и используемых спра вочных источников информации;
д) вывод об условиях соответствия (несоответствия) объекта защиты требованиям пожарной безопасности.
Ниже на основе положений Методики описываются процедура и основные этапы проведения расчетов по оцен ке пожарного риска.
2. ПОРЯДОК ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ
ВЕЛИЧИН ПОЖАРНОГО РИСКА В ЗДАНИЯХ,
СООРУЖЕНИЯХ И СТРОЕНИЯХ РАЗЛИЧНЫХ
КЛАССОВ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ПОЖАРНОЙ
ОПАСНОСТИ
2.1. Анализ пожарной опасности объекта
2.1.1. В соответствии с Методикой для проведения анализа пожарной опасности осуществляется сбор данных о здании, которые включают в себя:
объемно-планировочные, архитектурно-строительные и технологические решения;
теплофизические (теплоемкость, теплопроводность, плотность) и пожарно-технические (пределы огнестойкости, классы конструктивной опасности) характеристики ограж дающих конструкций и размещенного оборудования;
вид, количество и размещение горючих веществ и ма териалов;
количество и места вероятного размещения людей;
системы пожарной сигнализации и пожаротушения, противодымной защиты, оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией людей.
2.1.2. Определяется вид, количество и размещение горю чих материалов исходя из данных о функциональном назначе нии рассматриваемой части здания, сооружения или строения.
Свойства горючей нагрузки в помещении очага пожара следует принимать по данным экспериментальных исследова ний или справочной литературе. В последнем случае значения свойств (за исключением потребления кислорода) должны быть не менее приведенных в табл. 1. При отсутствии данных значения свойств допускается принимать по табл. 1.
При этом для всех помещений, кроме стоянок легко вых автомобилей, рекомендуется принимать круговое рас пространение пожара в соответствии с формулой (П6.1) прил. 6 Методики (за исключением узких длинных помеще ний и помещений с расположением горючей нагрузки в виде узкой полосы). Для стоянок легковых автомобилей принима ется линейное распространение пожара, а в качестве ширины горючей нагрузки принимается ширина автомобиля.
Максимальную площадь горения для помещений классов функциональной пожарной опасности Ф1–Ф4 сле дует принимать равной двум площадям помещения очага, для помещений класса Ф5.2 с высотой хранения менее
5,5 м – равной четырем площадям помещения очага, для помещений класса Ф5.2 с высотой хранения более 5,5 м – равной фактической поверхности горючих материалов
(но не менее 10 площадей помещения).
2.1.3. Количество и места вероятного размещения лю дей следует принимать исходя из задания на проектирова ние, данных заказчика, иной документации на объект, но не менее, чем это предусмотрено нормативными документами по пожарной безопасности.
2.1.4. На основании полученных в результате сбора информации данных об объекте производится анализ его пожарной опасности. Проверяется соответствие объекта нормативным требованиям по пожарной безопасности.
2.1.5. На основании проведенного анализа делается вывод о необходимости или отсутствии необходимости проведения расчета риска.
Таблица 1
Значения показателей пожарной опасности типовой горючей нагрузки в помещениях
массовая скорость
расход кислорода,
Дымообразующая
Выделение токсичных
распространения способность,
пламени, м/с продуктов горения, кг/кг
выгорания,
Удельный
Линейная
Нп · м2/кг сгорания,
Удельная
кг/(м2 · с)
скорость
МДж/кг
Низшая теплота
кг/кг
Вид помещения
CO2 CO HCl
Жилые помещения гостиниц, общежитий 13,800 270 0,0145 0,0045 1,0300 0,20300 0,0022 0,01400 и т. д.
Столовая, зал ресторана
13800 82 0,0145 0,0045 1,4370 1,28500 0,0022 0,00600 и т. д.
Зал театра, кинотеатра,
13,800 270 0,0145 0,0055 1,0300 0,20300 0,0022 0,01400 клуба, цирка и т. д.
Гардеробы 16,700 61 0,025 0,007 2,56 0,88 0,063 –
Хранилища библиотек,
14,500 49,50 0,01100 0,008 1,1540 1,10870 0,09740 0 архивы
Музеи, выставки 13,800 270 0,0145 0,0055 1,0300 0,20300 0,0022 0,01400
Подсобные и бытовые
14,000 53,00 0,01290 0,0420 1,1610 0,64200 0,03170 0 помещения
Административные помещения, учебные
14,000 47,70 0,01370 0,0045 1,3690 1,47800 0,03000 0,00580 классы школ, ВУЗов;
кабинеты поликлиник
Окончание табл. 1
расход кислорода, кг/кг
Выделение токсичных
массовая скорость
Дымообразующая продуктов горения, кг/кг
распространения способность,
пламени, м/с выгорания,
Удельный кг/(м2 · с)
Линейная
Нп · м2/кг сгорания,
Удельная
скорость
МДж/кг
Низшая теплота
Вид помещения
CO2 CO HCl
Магазины 15,8 270 0,015 0,0055 1,25 0,85 0,043 0,023 Зал вокзала 13,800 270 0,0145 0,0055 1,0300 0,20300 0,0022 0,01400 Стоянки легковых 31,700 487 0,023 0,0068 2,64 1,3 0,097 0,011 автомобилей Стоянки легковых автомобилей с двух- 31,700 487 0,023 0,0136 2,64 1,3 0,097 0,011 уровневым хранением Стадионы 26,4 78 0,004 0,004 2,09 1,8 0,127 – Спортзалы 16,7 61 0,024 0,0045 2,56 0,88 0,063 –
2.2. Определение частоты реализации пожароопасных ситуаций
Частота реализации пожароопасных ситуаций опреде ляется частотой возникновения пожара в здании в течение года. Порядок определения частоты возникновения пожара в здании приведен в разд. II Методики.
2.3. Построение полей опасных факторов пожара для различных сценариев его развития
2.3.1. В соответствии с прил. № 6 к п. 12 Методики при построении полей опасных факторов пожара для раз личных сценариев его развития учитываются предельно до пустимые значения по каждому из опасных факторов пожа ра, которые составляют:
по повышенной температуре – 70 С;
по тепловому потоку – 1400 Вт/м2;
по потере видимости – 20 м (для случая, когда оба го ризонтальных линейных размера помещения меньше 20 м, предельно допустимое расстояние по потере видимости следует принимать равным наибольшему горизонтальному линейному размеру);
по пониженному содержанию кислорода – 0,226 кг/м3;
по каждому из токсичных газообразных продуктов горения: СО2 – 0,11 кг/м3; СО – 1,16 · 10–3 кг/м3; HCl –
23 · 10–6 кг/м3.
Критическое время по каждому из опасных факторов пожара определяется как время достижения этим фактором предельно допустимого значения на путях эвакуации на вы соте 1,7 м от пола помещения.
2.3.2. Ввиду того что проведение расчетов по распро странению опасных факторов пожара для всех возможных сценариев развития пожара является практически невыпол нимой задачей, в рамках Методики расчет пожарного риска производится по одному или нескольким сценариям, при которых ожидаются наихудшие последствия для находя щихся в здании людей. Выбор данных сценариев осуществ ляется экспертным путем.
Сценарий пожара представляет собой вариант разви тия пожара с учетом принятого места возникновения и ха рактера его развития. Сценарий пожара определяется на ос нове данных об объемно-планировочных решениях, разме щении горючей нагрузки и людей на объекте. При расчете рассматриваются сценарии пожара, при которых реализу ются наихудшие условия для обеспечения безопасности людей. В качестве сценариев с наихудшими условиями по жара следует рассматривать сценарии, характеризуемые наиболее затрудненными условиями эвакуации людей и
(или) наиболее высокой динамикой нарастания ОФП, а именно пожары:
- в помещениях, рассчитанных на единовременное присутствие 50 и более чел.;
- в системах помещений, в которых из-за распростра нения ОФП возможно быстрое блокирование путей эвакуа ции (коридоров, эвакуационных выходов и т. д.). При этом очаг пожара выбирается в помещении малого объема вбли зи от одного из эвакуационных выходов, либо в помещении с большим количеством горючей нагрузки, характеризую щейся высокой скоростью распространения пламени;
- в помещениях и системах помещений атриумного типа;
- в системах помещений, в которых из-за недостаточной пропускной способности путей эвакуации возможно возник новение продолжительных скоплений людских потоков.
В случаях, когда перечисленные типы сценариев не отражают всех особенностей объекта, возможно рас смотрение иных сценариев пожара.
Сценарии пожара, не реализуемые при нормальном режиме эксплуатации объекта (теракты, поджоги, хранение горючей нагрузки, не предусмотренной назначением объек та и т. д.), не рассматриваются.
2.3.3. В помещении, имеющем два и более эвакуаци онных выхода, очаг пожара следует размещать вблизи вы хода, имеющего наибольшую пропускную способность.
При этом данный выход считается блокированным с первых
секунд пожара и при определении расчетного времени эва куации не учитывается. Данное положение распространяет ся также на помещения, в которых в соответствии с норма тивными требованиями должно быть не менее двух эвакуа ционных выходов. Следовательно, расчетом пожарного риска не может быть обосновано устройство одного эвакуа ционного выхода из помещения, в котором в соответствии с нормативными требованиями должно быть не менее двух эвакуационных выходов. Так как в этом случае мы должны заблокировать единственный эвакуационный выход.
В помещении с одним эвакуационным выходом
(за исключением помещений, в которых в соответствии с нормативными требованиями должно быть не менее двух эвакуационных выходов) время блокирования выхода опре деляется расчетом.
2.3.4. Для каждого сценария в соответствии с разд. II прил. № 6 к п. 12 Методики формулируется математическая
модель и моделируется динамика развития пожара. При этом результатами моделирования будут являться:
- при использовании аналитических соотношений для определения критической продолжительности пожара – значение времени блокирования путей эвакуации;
- при использовании интегральных и зонных моде лей – графики зависимости опасных факторов пожара от времени;
- при использовании полевых моделей – поля опасных факторов пожара.
Во всех случаях, за исключением расчета по аналити ческим соотношениям для определения критической про должительности пожара, результаты должны быть пред ставлены в графической форме.
2.3.5. На основе проведенных расчетов определяются времена блокирования путей эвакуации вблизи эвакуацион ных выходов, а при необходимости и в других контрольных точках.
2.4. Оценка последствий воздействия опасных факторов пожара на людей для различных сценариев его развития
2.4.1. Для каждого сценария строится расчетная схема эвакуации, формулируется математическая модель и моде лируется эвакуация людей из здания при пожаре.
2.4.2. В соответствии с прил. № 2–5 Методики опреде ляется расчетное время эвакуации людей tр. При этом фик сируются также времена движения людей от мест первона чального размещения до эвакуационных выходов и других контрольных точек, а также наличие и длительность скоп лений людей на путях эвакуации. Предпочтительно, с точки
зрения возможности контроля правильности расчетов, ди намику движения людей отобразить на графиках.
2.4.3. На основе информации, полученной при моде лировании развития пожара и эвакуации людей, определя ется вероятность эвакуации людей при пожаре.
2.4.4. В соответствии с разд. II Методики определяется расчетная величина индивидуального пожарного риска.
2.5. Порядок разработки дополнительных противопожарных мероприятий при определении расчетной величины индивидуального пожарного риска
В соответствии с п. 2.1 Методики, в случае если рас четная величина индивидуального пожарного риска превы шает нормативное значение, в здании следует предусмот реть дополнительные противопожарные мероприятия, на правленные на снижение величины пожарного риска.
2.6. Определение расчетных величин индивидуального пожарного риска
Согласно Методике индивидуальный пожарный риск отвечает требуемому, если
Q Qн , (1) в в где Q н – нормативное значение индивидуального пожарного в риска, Q н = 10–6 год–1; Qв – расчетная величина индивиду в ального пожарного риска.
Расчетная величина индивидуального пожарного рис ка Qвi для i-го сценария пожара рассчитывается по формуле
Qвi = Qпi (1 – Kапi) Pпpi (1 – Рэi) (1 – Kп.зi), (2) где Qпi – частота возникновения пожара в здании в течение года, определяется на основании статистических данных,
приведенных в прил. № 1 Методики. При отсутствии стати стической информации допускается принимать Qп = 4 10–2
для каждого здания; Kапi – коэффициент, учитывающий со ответствие установок автоматического пожаротушения (да лее – АУП) требованиям нормативных документов по по жарной безопасности. Значение параметра Капi принимается равным Kапi = 0,9, если выполняется хотя бы одно из сле дующих условий:
здание оборудовано системой АУП, соответствую щей требованиям нормативных документов по пожарной безопасности;
оборудование здания системой АУП не требуется в соответствии с требованиями нормативных документов по пожарной безопасности.
В остальных случаях Kапi принимается равной нулю;
Рпрi – вероятность присутствия людей в здании, определяе мая из соотношения Рпрi = tфункцi /24, где tфункцi – время на хождения людей в здании (время функционирования объек та) в часах; Рэi – вероятность эвакуации людей; Kп.зi –
коэффициент, учитывающий соответствие системы проти вопожарной защиты, направленной на обеспечение безо пасной эвакуации людей при пожаре, требованиям норма тивных документов по пожарной безопасности.
Вероятность эвакуации Рэ рассчитывают по формуле
0,8tбл tр
0,999 , если tр 0,8tбл tр tнэ и tск 6 мин,
tнэ
Рэ 0,999, если tр tнэ 0,8tбл и tск 6 мин,
(3)
0,000, если tр 0,8tбл или tск 6 мин,
где tр – расчетное время эвакуации людей, мин; tнэ – время начала эвакуации (интервал времени от возникновения по жара до начала эвакуации людей), мин; tбл – время от начала пожара до блокирования эвакуационных путей в результате распространения на них ОФП, имеющих предельно допус тимые для людей значения (время блокирования путей эва куации), мин; tск – время существования скоплений людей на участках пути (плотность людского потока на путях эва куации превышает значение 0,5).
Расчетное время эвакуации людей tр из помещений и зданий определяется на основе моделирования движения людей до выхода наружу одним из следующих способов:
по упрощенной аналитической модели движения люд ского потока, приведенной в прил. № 2 к Методике;
по математической модели индивидуально-поточ ного движения людей из здания, приведенной в приложе нии № 3 к Методике;
по имитационно-стохастической модели движения людских потоков, приведенной в прил. № 4 к Методике.
Выбор способа определения расчетного времени эва куации производится с учетом специфических особенностей объемно-планировочных решений здания, особенностей контингента (его однородности) людей, находящихся в нем, а также схем оповещения людей о пожаре и организации эвакуации (одновременное или по зонам оповещения).
При определении расчетного времени эвакуации учи тываются данные, приведенные в прил. № 5 к Методике, в частности, принципы составления расчетной схемы эва куации людей, параметры движения людей различных групп мобильности, а также значения площадей горизон тальных проекций различных контингентов людей.
Время начала эвакуации tнэ определяется в соответст вии с п. 1 прил. № 5 к Методике.
Время блокирования путей эвакуации tбл вычисляется
путем расчета времени достижения ОФП предельно допус тимых значений на эвакуационных путях в различные мо менты времени. Порядок проведения расчета и математи ческие модели для определения времени блокирования пу тей эвакуации опасными факторами пожара приведен в прил. № 6 к Методике.
Коэффициент, учитывающий соответствие системы противопожарной защиты, направленной на обеспечение безопасной эвакуации людей при пожаре, требованиям нормативных документов по пожарной безопасности, Kп.з рассчитывается по формуле
K п.з 1 (1 K обн K СОУЭ ) (1 K обн K ПДЗ ) , (4) где Kобн – коэффициент, учитывающий соответствие систе мы пожарной сигнализации требованиям нормативных до кументов по пожарной безопасности; KСОУЭ – коэффициент, учитывающий соответствие системы оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией людей, требованиям нормативных документов по пожарной безопасности.
К нормативным документам в данном случае следует также относить специальные технические условия на зда ния, сооружения, строения и системы противопожарной за щиты, для которых отсутствуют нормы проектирования.
Порядок оценки параметров Kобн, KСОУЭ и KПДЗ приве ден в разд. IV Методики.
3. ТИПОВЫЕ ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ ВЕЛИЧИН
ПОЖАРНОГО РИСКА
3.1. Пример расчета для здания торгово-развлекательного центра
3.1.1. Анализ пожарной опасности объекта
В проектируемом здании предполагается разместить комплекс помещений торгово-развлекательного характера, в т. ч. магазины с широким универсальным ассортиментом
товаров, специализированные магазины, бутики, предпри ятия общественного питания, помещения центров проведе ния досуга, физкультурно-оздоровительный комплекс; ком плекс помещений многозального кинотеатра; администра тивные и подсобно-вспомогательные помещения, помеще ния для инженерного оборудования здания, в т. ч. электро щитовые, насосные, узлы ввода инженерных коммуника ций. В здание встроена подземная одноуровневая стоянка на 495 машиномест. На территории торгово-развлекатель ного центра дополнительно предусматривается устройство открытых площадок для парковки легковых автомобилей на
1363 машиноместа.
Торгово-развлекательный центр (ТРЦ) представляет собой 2–4-х этажное здание с учетом административных помещений на кровле с одним подземным этажом. В плане здание состоит из 3 частей-блоков с ориентировочной пло щадью (в пределах наружных стен):
- блок А – гипермаркет продовольственных товаров –
11 500 м2 ;
- блок Б – торговые галереи, комплекс кинозалов, рес тораны, предприятия быстрого питания, подземная автосто янка – 89 500 м2;
- блок В – гипермаркет строительных материалов, фитнес-центр и плавательный бассейн, административные и технические помещения – 22 500 м2.
Основные помещения первого и второго этажей зани мают торговые залы и галереи. На втором и третьем этажах блока Б размещены два ресторана. На третьем этаже бло ка Б размещаются предприятия быстрого питания. Также на третьем этаже блока Б размещается 6-зальный кинотеатр, развлекательный комплекс с боулингом. В блоке В – плава тельный бассейн с дорожками длиной 25 м, фитнес-центр с комплексом саун.
Наибольшая высота здания составляет 25,85 м, макси мальная высота до парапета верхней отметки кровли (кино театр) – 19,16 м. Площадь застройки составляет око ло 42 305 м2. Торгово-развлекательная часть здания проек тируется с наличием атриумных пространств и пассажей.
В состав ТРЦ входят помещения и зоны различных классов функциональной пожарной опасности, в т. ч.:
Ф2.1 – многозальный кинотеатр, расположенный на третьем этаже здания; Ф3.1 – организации торговли, Ф3.2 – органи зации общественного питания, Ф3.5 – помещения бытового обслуживания посетителей, Ф3.6 – физкультурно-оздоро вительный комплекс; Ф5.1 – производственные помещения,
Ф5.2 – складские помещения, в т. ч. подземная автостоянка.
Здание ТРЦ оборудуется комплексом систем противо пожарной защиты, включающим:
- соответствующие объемно-планировочные, конст руктивные и технические решения, обеспечивающие раз деление здания на пожарные отсеки, части пожарных отсе ков, группы помещений, помещения, своевременную
(безопасную) эвакуацию людей наружу или в иную безо-
пасную зону, их защиту от опасных факторов пожара, спо собность сохранения целости здания на все время продол жительности пожара;
- пожаробезопасные зоны;
- системы противодымной защиты;
- автоматические установки пожаротушения;
- внутренний противопожарный водопровод;
- автоматическую пожарную сигнализацию;
- оповещение и управление эвакуацией людей при по жаре;
- управление вентиляцией, кондиционированием и противодымной защитой;
- управление работой лифтов и эскалаторов (травола торов);
- видеонаблюдение;
- разблокирование систем контроля доступа.
Полученные расчетные значения относятся только к рассматриваемому объекту и не могут быть перенесены на другие подобные объекты. Результаты расчетов подлежат корректировке при любых изменениях объемно планировочных и конструктивных решений рассматривае мого объекта.
3.1.2. Определение частоты реализации пожароопасных ситуаций
Согласно прил. № 1 к п. 8 Методики для рассматри ваемого здания частота возникновения пожара в течение года составляет: 4,0 · 10–2 – для подземной автостоянки, административной и развлекательной части здания;
2,03 · 10–2 – для торговой части здания; 6,9 · 10–3 – для бло ка кинозалов.
3.1.3. Экспертный выбор сценариев пожара
Описание сценариев развития пожара
Сценарий № 1
Пожар возникает в помещении автостоянки (помеще ние № Б.-1.07), расположенном в подвальном этаже, на уровне пола (рис. 1). Месторасположение очага пожара оп ределяет блокирование эвакуационного выхода В3 и спо собствует быстрому распространению ОФП с последующим блокированием эвакуационных выходов В1, В2 и В4.
Рис. 1. Расчетная схема первого сценария развития по жара (горизонтальное сечение на высоте 1,7 м от уровня пола):
В1–В4 – эвакуационные выходы
При проведении расчетов рассматривалось помещение очага пожара. Все двери считались закрытыми. От первич ного очага пламя распространяется на легковой автомобиль.
По мере развития пожара пламя переносится на соседний легковой автомобиль.
Сценарий № 2
Пожар возникает в помещении автостоянки (помеще ние № Б.-1.01), расположенном в подвальном этаже, на уровне пола (рис. 2). Месторасположение очага пожара оп ределяет блокирование эвакуационного выхода В1 и спо-
собствует быстрому распространению ОФП с последующим блокированием эвакуационных выходов В2–В7.
Рис. 2. Расчетная схема второго сценария развития пожара
(горизонтальное сечение на высоте 1,7 м от уровня пола):
В1–В7 – эвакуационные выходы
При проведении расчетов рассматривалось помещение очага пожара и помещение № Б.-1.05. Все двери считались закрытыми. От первичного очага пламя распространяется на легковой автомобиль. По мере развития пожара пламя переносится на соседний легковой автомобиль.
Сценарий № 3
Пожар возникает в помещении торгового зала
№ А.1.2, расположенном на первом этаже, на уровне пола
(рис. 3). Месторасположение очага пожара определяет бло кирование эвакуационного выхода В6 и способствует быст рому распространению ОФП с последующим блокировани ем эвакуационных выходов В1–В5.
Рис. 3. Расчетная схема третьего сценария развития пожара
(горизонтальное сечение на высоте 1,7 м от уровня пола):
В1–В5 – эвакуационные выходы
При проведении расчетов рассматривалось помещение очага пожара. Все двери считались закрытыми. От первич ного очага пламя распространяется по расположенным в непосредственной близости горючим материалам.
Сценарий № 4
Пожар возникает в помещении промтоварного магази на № Б.1.085, расположенном на первом этаже, на уровне пола (рис. 4–6). Месторасположение очага пожара способ ствует быстрому распространению ОФП с последующим блокированием эвакуационных выходов В1–В24.
Рис. 4. Расчетная схема четвертого сценария развития пожара
(горизонтальное сечение на высоте 1,7 м от уровня пола первого этажа):
В1–В7 – эвакуационные выходы
Рис. 5. Расчетная схема четвертого сценария развития пожара
(горизонтальное сечение на высоте 1,7 м от уровня пола второго этажа):
В8–В15 – эвакуационные выходы
Рис. 6. Расчетная схема четвертого сценария развития пожара
(горизонтальное сечение на высоте 1,7 м от уровня пола третьего этажа):
В16–В24 – эвакуационные выходы
При проведении расчетов рассматривалось помещение очага пожара и торговые галереи первого-третьего этажей.
Все двери, за исключением помещения очага пожара, счи тались закрытыми. Газообмен между этажами осуществлял ся через проемы в перекрытиях. От первичного очага пламя распространяется по расположенным в непосредственной близости горючим материалам.
Сценарий № 5
Пожар возникает в помещении детского бара № В.3.17, расположенном на третьем этаже, на уровне пола (рис. 7).
Месторасположение очага пожара способствует быстрому распространению ОФП с последующим блокированием эвакуационных выходов В1 и В2.
Рис. 7. Расчетная схема пятого сценария развития пожара
(горизонтальное сечение на высоте 1,7 м от уровня пола):
В1, В2 – эвакуационные выходы
При проведении расчетов рассматривалось помещение очага пожара и игровая зона В.3.16. Все двери считались за крытыми. От первичного очага пламя распространяется по расположенным в непосредственной близости горючим материалам.
Сценарий № 6
Пожар возникает в помещении кинозала на 258 поса дочных мест (помещение № Б.3.017), расположенном на третьем этаже, на уровне пола (рис. 8, 9). Месторасположение очага пожара определяет блокирование эвакуационного выхо да В2 и способствует быстрому распространению ОФП с по следующим блокированием эвакуационных выходов В1 и В3.
Рис. 8. Расчетная схема шестого сценария развития пожара
(горизонтальное сечение на высоте 1,7 м от уровня пола):
В3 – эвакуационный выход
Рис. 9. Расчетная схема шестого сценария развития пожара
(горизонтальное сечение на высоте 2,9 м от уровня пола):
В1, В2 – эвакуационные выходы
При проведении расчетов рассматривалось помещение очага пожара. Все двери считались закрытыми. От первич ного очага пламя распространяется по расположенным в непосредственной близости горючим материалам.
Сценарий № 7
Пожар возникает в административном помещении
№ Б.4.05, расположенном на четвертом этаже, на уровне пола (рис. 10). Месторасположение очага пожара способст вует быстрому распространению ОФП с последующим бло кированием эвакуационных выходов В1 и В2.
Рис. 10. Расчетная схема седьмого сценария развития пожара
(горизонтальное сечение на высоте 1,7 м от уровня пола):
В1, В2 – эвакуационные выходы
При проведении расчетов рассматривалось помещение очага пожара и коридор № Б.4.15. Все двери, за исключени ем помещения очага пожара, считались закрытыми. От пер вичного очага пламя распространяется по расположенным в непосредственной близости горючим материалам.
3.1.4. Выбор метода математического моделирования пожара
Согласно прил. № 6 Методики сформулируем матема тическую модель развития пожара.
Для описания термогазодинамических параметров по жара применяются три основных группы детерминистиче ских моделей: интегральные, зонные (зональные) и полевые.
Выбор конкретной модели расчета времени блокиро вания путей эвакуации следует осуществлять исходя из сле дующих предпосылок:
интегральный метод:
для зданий, содержащих развитую систему помеще ний малого объема простой геометрической конфигурации;
для помещений, где характерный размер очага пожара соизмерим с характерными размерами помещения и разме ры помещения соизмеримы между собой (линейные разме ры помещения отличаются не более чем в 5 раз);
для предварительных расчетов с целью выявления наиболее опасного сценария пожара;
зонный (зональный) метод:
для помещений и систем помещений простой геомет рической конфигурации, линейные размеры которых соиз меримы между собой (линейные размеры помещения отли чаются не более чем в 5 раз), 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.);
полевой метод:
для помещений сложной геометрической конфигура ции, а также помещений с большим количеством внутрен них преград (атриумы с системой галерей и примыкающих коридоров, многофункциональные центры со сложной сис темой вертикальных и горизонтальных связей и т. д.);
для помещений, в которых один из геометрических размеров гораздо больше (меньше) остальных (тоннели, за крытые автостоянки большой площади и т. д.);
для иных случаев, когда применимость или информа тивность зонных и интегральных моделей вызывает сомне ние (уникальные сооружения, распространение пожара по фасаду здания, необходимость учета работы систем проти вопожарной защиты, способных качественно изменить кар тину пожара, и т. д.).
При использовании интегральной и зонной моделей помещение, один из линейных размеров которого более чем в пять раз превышает хотя бы один из двух других линей ных размеров, необходимо делить на участки, размеры ко торых соизмеримы между собой, и рассматривать их как отдельные помещения, сообщающиеся проемами, площадь которых равна площади сечения на границе участков. Ис пользование аналогичной процедуры в случае, когда два линейных размера превышают третий более чем в 5 раз, не допускается.
Таким образом, в результате анализа объемно планировочных решений и выбора сценариев развития по жара при проведении расчетов по распространению опас ных факторов пожара будет использоваться полевой метод математического моделирования.
3.1.5. Исходные данные для проведения расчетов по распространению опасных факторов пожара
Согласно прил. № 6 Методики при проведении расче тов рассматриваются три основных вида развития пожара:
круговое распространение пожара по твердой горючей на грузке, линейное распространение пожара по твердой горю чей нагрузке, неустановившееся горение горючей жидкости.
Скорость выгорания для этих случаев определяется формулами:
уд v 2t 2 для кругового распростра нения пожара,
уд 2vtb для линейного распростра нения пожара, (5)
t
уд F для неустанови вшегося горения ГЖ,
tст где уд – удельная скорость выгорания (для жидкостей ус тановившаяся), кг · с–1 · м–2; v – скорость распространения пламени, м/с; b – ширина полосы горючей нагрузки, м; tст – время стабилизации горения горючей жидкости, с; F – пло щадь очага пожара, м2.
Критическое время по каждому из опасных факторов пожара определяется как время достижения этим фактором предельно допустимого значения на путях эвакуации на вы соте 1,7 м от пола.
Предельно допустимые значения по каждому из опас ных факторов пожара составляют:
по повышенной температуре – 70 С;
по тепловому потоку – 1400 Вт/м2;
по потере видимости – 20 м (для случая, когда оба го ризонтальных линейных размера помещения меньше 20 м, предельно допустимое расстояние по потере видимости следует принимать равным наибольшему горизонтальному линейному размеру);
по пониженному содержанию кислорода – 0,226 кг/м3;
по каждому из токсичных газообразных продуктов горения (СО2 – 0,11 кг/м3; СО – 1,16 · 10–3 кг/м3; HCl –
23 · 10–6 кг/м3).
При использовании полевой модели определение кри тического времени имеет существенные особенности, свя занные с тем, что критическое значение в различных точках помещения достигается не одновременно. Для помещений с соизмеримыми горизонтальными размерами критическое время определяется как максимальное из критических вре мен для эвакуационных выходов из данного помещения
(время блокирования последнего выхода).
Определяется время блокирования tбл:
п.в Т т.г O т.п tбл = min { tкр , tкр , tкр , tкр2 , tкр }. (6)
При проведении расчета по распространению ОФП для сценария № 1 (пожар в помещении автостоянки (по мещение № Б.-1.07) в подвальном этаже) исходя из функ ционального назначения помещения очага пожара данные о низшей теплоте сгорания, линейной скорости распро странения и т. д. в соответствии с табл. 1 имеют следую щие физико-химические свойства (стоянки легковых авто мобилей):
Низшая теплота сгорания, Hc, кДж/кг………..31 700,0
Дымообразующая способность, Нп · м2/кг……...487,00
Удельная массовая скорость выгорания кг/(м2 · с) ................................................. 0,023
Линейная скорость распространения пламени, v, м/с…………………………………….0,0068
Удельный расход кислорода кг/кг .......................... 2,640
Выделение газа:
СО2, кг/кг .............................................................. 1,300
СО, кг/кг................................................................ 0,097
НCl, кг/кг .............................................................. 0,011
При проведении расчета по распространению ОФП для сценария № 2 (пожар в помещении автостоянки (поме щение № Б.-1.01) в подвальном этаже) исходя из функцио нального назначения помещения очага пожара данные о низшей теплоте сгорания, линейной скорости распростра нения и т. д. в соответствии с табл. 1 имеют следующие фи зико-химические свойства (стоянки легковых автомобилей):
Низшая теплота сгорания, Hc, кДж/кг............. 31 700,0
Дымообразующая способность, Нп · м2/кг .......... 487,00
Удельная массовая скорость выгорания кг/(м2 · с) ................................................. 0,023
Линейная скорость распространения пламени, v, м/с ........................................................ 0,0068
Удельный расход кислорода кг/кг .......................... 2,640
Выделение газа:
СО2, кг/кг .............................................................. 1,300
СО, кг/кг................................................................ 0,097
НCl, кг/кг .............................................................. 0,011
При проведении расчета по распространению ОФП для сценария № 3 (пожар в помещении торгового зала
№ А.1.2. на первом этаже) исходя из функционального на значения помещения очага пожара данные о низшей тепло те сгорания, линейной скорости распространения и т. д.
в соответствии с табл. 1 имеют следующие физико-хими ческие свойства (магазины):
Низшая теплота сгорания, Hc, кДж/кг............. 15 800,0
Дымообразующая способность, Нп · м2/кг .......... 270,00
Удельная массовая скорость выгорания кг/(м2 · с) ................................................. 0,015
Линейная скорость распространения пламени, v, м/с ........................................................ 0,0055
Удельный расход кислорода кг/кг .......................... 1,250
Выделение газа:
СО2, кг/кг .............................................................. 0,850
СО, кг/кг................................................................ 0,043
НCl, кг/кг .............................................................. 0,023
При проведении расчета по распространению ОФП для сценария № 4 (пожар в помещении промтоварного ма газина № Б.1.085 на первом этаже) исходя из функциональ ного назначения помещения очага пожара данные о низшей теплоте сгорания, линейной скорости распространения и т. д. в соответствии с табл. 1 имеют следующие физико химические свойства (магазины):
Низшая теплота сгорания, Hc, кДж/кг............. 15 800,0
Дымообразующая способность, Нп · м2/кг .......... 270,00
Удельная массовая скорость выгорания кг/(м2 · с) ................................................. 0,015
Линейная скорость распространения пламени, v, м/с ........................................................ 0,0055
Удельный расход кислорода кг/кг .......................... 1,250
Выделение газа:
СО2, кг/кг .............................................................. 0,850
СО, кг/кг................................................................ 0,043
НCl, кг/кг .............................................................. 0,023
При проведении расчета по распространению ОФП для сценария № 5 (пожар в помещении детского бара
№ В.3.17 на третьем этаже) исходя из функционального на значения помещения очага пожара данные о низшей тепло те сгорания, линейной скорости распространения и т. д.
в соответствии с табл. 1 имеют следующие физико-хими ческие свойства (столовая, зал ресторана):
Низшая теплота сгорания, Hc, кДж/кг............. 13 800,0
Дымообразующая способность, Нп · м2/кг ............ 82,00
Удельная массовая скорость выгорания кг/(м2 · с) ............................................... 0,0145
Линейная скорость распространения пламени, v, м/с ........................................................ 0,0045
Удельный расход кислорода кг/кг .......................... 1,437
Выделение газа:
СО2, кг/кг .............................................................. 1,285
СО, кг/кг.............................................................. 0,0022
НCl, кг/кг .............................................................. 0,006
При проведении расчета по распространению ОФП для сценария № 6 (пожар в помещении кинозала на 258 по садочных мест (помещение № Б.3.017) на третьем этаже) исходя из функционального назначения помещения очага пожара данные о низшей теплоте сгорания, линейной ско рости распространения и т. д. в соответствии с табл. 1 име ют следующие физико-химические свойства (зал театра, кинотеатра, клуба):
Низшая теплота сгорания, Hc, кДж/кг............. 13 800,0
Дымообразующая способность, Нп · м2/кг .......... 270,00
Удельная массовая скорость выгорания кг/(м2 · с) ............................................... 0,0145
Линейная скорость распространения пламени, v, м/с ........................................................ 0,0055
Удельный расход кислорода кг/кг ............................ 1,03
Выделение газа:
СО2, кг/кг .......................................................... 0,20300
СО, кг/кг............................................................ 0,00220
НCl, кг/кг .......................................................... 0,01400
При проведении расчета по распространению ОФП для сценария № 7 (пожар в административном помещении
№ Б.4.05 на четвертом этаже) исходя из функционального назначения помещения очага пожара данные о низшей теп лоте сгорания, линейной скорости распространения и т. д.
в соответствии с табл. 1 имеют следующие физико-хими ческие свойства (административные помещения):
Низшая теплота сгорания, Hc, кДж/кг............. 14 000,0
Дымообразующая способность, Нп · м2/кг ............ 47,70
Удельная массовая скорость выгорания кг/(м2 · с) ............................................... 0,0137
Линейная скорость распространения пламени, v, м/с ........................................................ 0,0045
Удельный расход кислорода кг/кг .......................... 1,369
Выделение газа:
СО2, кг/кг .............................................................. 1,478
СО, кг/кг.................................................................. 0,03
НCl, кг/кг ............................................................ 0,0058
3.1.6. Описание полевого метода моделирования пожара в здании
Для расчета времени блокирования tбл в соответствии с Методикой был выбран полевой метод моделирования пожара.
Основой для полевых моделей пожаров являются уравнения, выражающие законы сохранения массы, им пульса, энергии и масс компонентов в рассматриваемом ма лом контрольном объеме.
Использованная математическая модель включала в себя следующие основные уравнения:
Уравнение сохранения массы:
u j 0.
t x j
Уравнение сохранения импульса:
ui u j ui p ij g i .
t x j xi x j
Для ньютоновских жидкостей, подчиняющихся закону
Стокса, тензор вязких напряжений определяется формулой
u u 2 u
ij i j k ij .
x x 3 x
j i k
Уравнение энергии:
q R
h u j h p h j ,
t x j t x j c p x j x j
T где h h0 c p dT (Yk H k ) – статическая энтальпия
T0 k
смеси; Hk – теплота образования k-го компонента;
c p Yk c p , k – теплоемкость смеси при постоянном давле k
нии; q Rj – радиационный поток энергии в направлении xj.
Уравнение сохранения химического компонента k:
Y
( Yk ) ( u j Yk ) D k S k .
t x j
x j x j
Для замыкания системы уравнений используется уравнение состояния идеального газа. Для смеси газов оно имеет вид
Yk p R0 T , k Mk
где R0 – универсальная газовая постоянная; Mk – молярная масса k-го компонента.
3.1.7. Построение полей опасных факторов пожара для различных сценариев его развития
Сценарий 1
Очаг пожара находится в помещении автостоянки
(помещение № Б.-1.07), расположенном в подвальном эта же, на уровне пола.
Динамику данного варианта развития пожара можно проиллюстрировать следующими основными моментами:
10 с – продукты горения достигают потолка помеще ния очага пожара и распространяются под ним в радиаль ном направлении;
20 с – на отдельных участках площади помещения дым с концентрацией, превышающей критическое значение, опускается ниже отм. 1,7 м от уровня пола (рис. 11);
40 с – на большей части рассматриваемой площади дым опускается ниже отм. 1,7 м от уровня пола (рис. 12);
70 с – блокируется по признаку потери видимости эва куационный выход В4 (рис. 13). Блокируется по признаку превышения концентрации HCl эвакуационный выход В4
(рис. 20);
90 с – блокируется по признаку потери видимости эва куационный выход В1 (рис. 14);
100 с – блокируется по признаку потери видимости
эвакуационный выход В2 (рис. 15). Блокирование эвакуаци онных выходов В1, В2 и В4 по признаку повышения темпе ратуры не происходит (рис. 16). Блокирование эвакуацион ных выходов В1, В2 и В4 по признаку превышения концен трации СО и СО2 не происходит (рис. 17, 18). Блокирование эвакуационных выходов В1, В2 и В4 по признаку пониже ния концентрации О2 не происходит (рис. 19). Блокирова-
ние эвакуационных выходов В2 и В3 по признаку превыше ния концентрации HCl не происходит (рис. 21).
Из результатов расчета следует, что наиболее опас ным фактором пожара из всех рассмотренных является потеря видимости.
Более подробная информация о времени блокирования отдельных эвакуационных выходов представлена в табл. 2.
Таблица 2
Время блокирования tбл ОФП путей эвакуации
Оси Время блокирования, с
№ располо выхода Потеря жения СО2 СО НCl T О2 видимости
В1 > 100 > 100 > 100 > 100 > 100
В2 > 100 > 100 > 100 >100 > 100
В3 Блокирован
В4 > 100 > 100 70 > 100 > 100
Рис. 11. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 20 с
Рис. 12. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 40 с
Рис. 13. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 70 с
Рис. 14. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 90 с
Рис. 15. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 100 с
Рис. 16. Поля температуры (К) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 100 с
Рис. 17. Концентрация СО (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 100 с
Рис. 18. Концентрация СО2 (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 100 с
Рис. 19. Концентрация О2 (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 100 с
Рис. 20. Концентрация HCl (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 70 с
Рис. 21. Концентрация HCl (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 100 с
Сценарий 2
Очаг пожара находится в помещении автостоянки
(помещение № Б.-1.01), расположенном в подвальном эта же, на уровне пола.
Динамику данного варианта развития пожара можно проиллюстрировать следующими основными моментами:
10 с – продукты горения достигают потолка помеще ния очага пожара и распространяются под ним в радиаль ном направлении;
20 с – на отдельных участках площади помещения очага пожара дым с концентрацией, превышающей крити ческое значение, опускается ниже отм. 1,7 м от уровня пола
(рис. 22);
60 с – на большей части площади помещения очага пожара дым опускается ниже отм. 1,7 м от уровня пола
(рис. 23);
70 с – блокируется по признаку потери видимости эва куационный выход В2 (рис. 24). Блокирование эвакуацион ного выхода В2 по признаку превышения концентрации HCl не происходит (рис. 35);
80 с – блокируется по признаку потери видимости эва куационный выход В3 (рис. 25). Блокирование эвакуацион ного выхода В3 по признаку превышения концентрации HCl не происходит (рис. 36);
100 с – блокируется по признаку потери видимости эвакуационный выход В4 (рис. 26). Блокирование эвакуаци онных выходов В2–В4 по признаку повышения температу ры не происходит (рис. 29). Блокирование эвакуационных выходов В2–В4 по признаку понижения концентрации О2 не происходит (рис. 33). Блокирование эвакуационного вы хода В4 по признаку превышения концентрации HCl не происходит (рис. 37);
250 с – блокируется по признаку потери видимости эвакуационный выход В7 (рис. 27);
300 с – блокирование эвакуационных выходов В5 и В6 по признаку потери видимости не происходит (рис. 28). Бло кирование эвакуационных выходов В5–В7 по признаку по вышения температуры не происходит (рис. 30). Блокируется по признаку превышения концентрации СО эвакуационный выход В2, блокирование выходов В3–В7 не происходит
(рис. 31). Блокирование эвакуационных выходов В2–В7 по признаку превышения концентрации СО2 не происходит
(рис. 32). Блокирование эвакуационных выходов В5–В7 по признаку понижения концентрации О2 не происходит
(рис. 34). Блокируется по признаку превышения концентра ции HCl эвакуационный выход В7, блокирование выходов
В5 и В6 не происходит (рис. 38).
Из результатов расчета следует, что наиболее опас ным фактором пожара из всех рассмотренных является потеря видимости.
Более подробная информация о времени блокирования отдельных эвакуационных выходов представлена в табл. 3
Таблица 3
Время блокирования tбл ОФП путей эвакуации
Время блокирования, с
№ Оси
Потеря выхода расположения СО2 СО НCl T О2 видимости
1 Блокирован
2 > 300 300 > 70 > 100 > 100
3 > 300 > 300 > 80 > 100 > 100
4 > 300 > 300 > 100 > 100 > 100
5 > 300 > 300 > 300 > 300 > 300 > 300
6 > 300 > 300 > 300 > 300 > 300 > 300
7 > 300 > 300 300 > 300 > 300
Рис. 22. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 20 с
Рис. 23. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 60 с
Рис. 24. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 70 с
Рис. 25. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 80 с
Рис. 26. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 100 с
Рис. 27. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 250 с
Рис. 28. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 300 с
Рис. 29. Поля температуры (К) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 100 с
Рис. 30. Поля температуры (К) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 300 с
Рис. 31. Концентрация СО (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 300 с
Рис. 32. Концентрация СО2 (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 300 с
Рис. 33. Концентрация О2 (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 100 с
Рис. 34. Концентрация О2 (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 300 с
Рис. 35. Концентрация HCl (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 70 с
Рис. 36. Концентрация HCl (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 80 с
Рис. 37. Концентрация HCl (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 100 с
Рис. 38. Концентрация HCl (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 300 с
Сценарий 3
Очаг пожара находится в помещении торгового зала
№ А.1.2, расположенном на первом этаже, на уровне пола.
Динамику данного варианта развития пожара можно проиллюстрировать следующими основными моментами:
50 с – продукты горения достигают потолка помеще ния очага пожара и распространяются под ним в радиаль ном направлении;
400 с – на отдельных участках рассматриваемой пло щади дым опускается ниже отм. 1,7 м от уровня пола второ го этажа (рис. 39);
700 с – на отдельных участках рассматриваемой пло щади дым с концентрацией, превышающей критическое значение, опускается ниже отм. 1,7 м от уровня пола
(рис. 40);
900 с – на большей части рассматриваемой площади дым опускается ниже отм. 1,7 м от уровня пола (рис. 41);
1100 с – блокирование эвакуационных выходов В1–В5 по признаку потери видимости не происходит (рис. 42).
Блокирование эвакуационных выходов В1–В5 по признаку повышения температуры не происходит (рис. 43). Блокиро вание эвакуационных выходов В1–В5 по признаку превы шения концентрации СО и СО2 не происходит (рис. 44, 45).
Блокирование эвакуационных выходов В1–В5 по признаку понижения концентрации О2 не происходит (рис. 46). Бло кирование эвакуационных выходов В1–В5 по признаку пре вышения концентрации HCl не происходит (рис. 47).
Из результатов расчета следует, что наиболее опас ным фактором пожара из всех рассмотренных является потеря видимости.
Более подробная информация о времени блокирования отдельных эвакуационных выходов представлена в табл. 4.
Таблица 4
Время блокирования tбл ОФП путей эвакуации
Оси Время блокирования, с
№ располо- Потеря выхода СО2 СО НCl T О2 жения видимости
1 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100
2 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100
3 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100
4 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100
5 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100
6 Блокирован
Рис. 39. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 400 с
Рис. 40. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 700 с
Рис. 41. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 900 с
Рис. 42. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 1100 с
Рис. 43. Поля температуры (К) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 1100 с
Рис. 44. Концентрация СО (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 1100 с
Рис. 45. Концентрация СО2 (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 1100 с
Рис. 46. Концентрация О2 (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 1100 с
Рис. 47. Концентрация HCl (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 1100 с
Сценарий 4
Очаг пожара находится в помещении промтоварного магазина № Б.1.085, расположенном на первом этаже, на уровне пола.
Динамику данного варианта развития пожара можно проиллюстрировать следующими основными моментами:
40 с – продукты горения достигают потолка помеще ния очага пожара и распространяются под ним в радиаль ном направлении;
80 с – на всей площади помещения очага пожара дым опускается ниже отм. 1,7 м от уровня пола (рис. 48);
120 с – дым через проемы в перекрытиях начинает распространяться на вышерасположенные этажи (рис. 49);
400 с – дым с концентрацией, превышающей критиче ское значение, распространяется в объеме атриума (рис. 50);
600 с – блокируется по признаку потери видимости эвакуационный выход В17 (рис. 53);
840 с – блокируется по признаку потери видимости эвакуационный выход В22 (рис. 54);
860 с – блокируется по признаку потери видимости эвакуационный выход В23 (рис. 55);
900 с – блокируются по признаку потери видимости эвакуационные выходы В16 и В21 (рис. 56);
940 с – блокируется по признаку потери видимости эвакуационный выход В24 (рис. 57);
980 с – блокируется по признаку потери видимости эвакуационный выход В19 (рис. 58);
1100 с – на отдельных участках рассматриваемой пло щади дым опускается ниже отм. 1,7 м от уровня пола перво го этажа, блокирование эвакуационных выходов В1–В7 по признаку потери видимости не происходит (рис. 51). Бло кируется по признаку потери видимости эвакуационный выход В10, блокирование эвакуационных выходов В8, В9,
В11–В15 не происходит (рис. 52). Блокирование эвакуаци онных выходов В18 и В20 по признаку потери видимости не
происходит (рис. 59). Блокирование эвакуационных выхо дов В1–В24 по признаку повышения температуры не про исходит (рис. 60–62). Блокирование эвакуационных выхо дов В1–В5 по признаку превышения концентрации СО и
СО2 не происходит (рис. 63–68). Блокирование эвакуацион ных выходов В1–В24 по признаку понижения концентрации
О2 не происходит (рис. 69–71). Блокирование эвакуацион ных выходов В1–В24 по признаку превышения концентра ции HCl не происходит (рис. 72–74).
Из результатов расчета следует, что наиболее опас ным фактором пожара из всех рассмотренных является потеря видимости.
Более подробная информация о времени блокирова ния отдельных эвакуационных выходов представлена в табл. 5.
Таблица 5 Время блокирования tбл ОФП путей эвакуации № Оси Время блокирования, с вы- располо- Потеря СО2 СО НCl T О2 хода жения видимости 1-й этаж 1 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 2 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 3 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 4 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 5 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 6 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 7 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 2-й этаж 8 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 9 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 10 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 11 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 12 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 13 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 14 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 15 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 3-й этаж 16 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 17 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 18 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 19 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 20 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 21 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 22 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 23 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 24 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100 > 1100
Рис. 48. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола первого этажа в момент времени 80 с
Рис. 49. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в вертикальном сечении 1-1 в момент времени 120 с
Рис. 50. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в вертикальном сечении 1-1 в момент времени 400 с
Рис. 51. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола первого этажа в момент времени 1100 с
Рис. 52. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола второго этажа в момент времени 1100 с
Рис. 53. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола третьего этажа в момент времени 600 с
Рис. 54. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола третьего этажа в момент времени 840 с
Рис. 55. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола третьего этажа в момент времени 860 с
Рис. 56. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола третьего этажа в момент времени 900 с
Рис. 57. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола третьего этажа в момент времени 940 с
Рис. 58. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола третьего этажа в момент времени 980 с
Рис. 59. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола третьего этажа в момент времени 1100 с
Рис. 60. Поля температуры (К) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола третьего этажа в момент времени 1100 с
Рис. 61. Поля температуры (К) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола второго этажа в момент времени 1100 с
Рис. 62. Поля температуры (К) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола первого этажа в момент времени 1100 с
Рис. 63. Концентрация СО (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола первого этажа в момент времени 1100 с
Рис. 64. Концентрация СО (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола второго этажа в момент времени 1100 с
Рис. 65. Концентрация СО (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола третьего этажа в момент времени 1100 с
Рис. 66. Концентрация СО2 (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола третьего этажа в момент времени 1100 с
Рис. 67. Концентрация СО2 (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола второго этажа в момент времени 1100 с
Рис. 68. Концентрация СО2 (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола первого этажа в момент времени 1100 с
Рис. 69. Концентрация О2 (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола первого этажа в момент времени 1100 с
Рис. 70. Концентрация О2 (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола второго этажа в момент времени 1100 с
Рис. 71. Концентрация О2 (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола третьего этажа в момент времени 1100 с
Рис. 72. Концентрация HCl (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола третьего этажа в момент времени 1100 с
Рис. 73. Концентрация HCl (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола второго этажа в момент времени 1100 с
Рис. 74. Концентрация HCl (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола первого этажа в момент времени 1100 с
Сценарий 5
Очаг пожара находится в помещении детского бара
№ В.3.17, расположенном на третьем этаже, на уровне пола.
Динамику данного варианта развития пожара можно проиллюстрировать следующими основными моментами:
30 с – продукты горения достигают потолка помеще ния очага пожара и распространяются под ним в радиаль ном направлении;
60 с – на отдельных участках площади помещения очага пожара дым опускается ниже отм. 1,7 м от уровня по ла (рис. 75);
150 с – на отдельных участках площади помещения очага пожара дым с концентрацией, превышающей крити ческое значение, опускается ниже отм. 1,7 м от уровня пола
(рис. 76);
200 с – на большей части рассматриваемой площади дым опускается ниже отм. 1,7 м от уровня пола (рис. 77);
220 с – блокируются по признаку потери видимости эвакуационные выходы В1 и В2 (рис. 78). Блокирование эвакуационных выходов В1 и В2 по признаку повышения температуры не происходит (рис. 79). Блокирование эва куационных выходов В1 и В2 по признаку превышения
концентрации СО и СО2 не происходит (рис. 80, 81). Блоки рование эвакуационных выходов В1 и В2 по признаку по нижения концентрации О2 не происходит (рис. 82). Блоки рование эвакуационных выходов В1 и В2 по признаку пре вышения концентрации HCl не происходит (рис. 83).
Из результатов расчета следует, что наиболее опас ным фактором пожара из всех рассмотренных является потеря видимости.
Более подробная информация о времени блокирования отдельных эвакуационных выходов представлена в табл. 6.
Таблица 6
Время блокирования tбл ОФП путей эвакуации
№ Оси Время блокирования, с вы- располо- Потеря
СО2 СО НCl T О2 хода жения видимости
1 > 220 > 220 > 220 > 220 > 220
2 > 220 > 220 > 220 > 220 > 220
Рис. 75. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 60 с
Рис. 76. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 150 с
Рис. 77. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 200 с
Рис. 78. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 220 с
Рис. 79. Поля температуры (К) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 220 с
Рис. 80. Концентрация СО (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 220 с
Рис. 81. Концентрация СО2 (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 220 с
Рис. 82. Концентрация О2 (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 220 с
Рис. 83. Концентрация HCl (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 220 с
Сценарий 6
Очаг пожара находится в помещении кинозала на 258 посадочных мест (помещение № Б.3.017), расположенном на третьем этаже, на уровне пола.
Динамику данного варианта развития пожара можно проиллюстрировать следующими основными моментами:
80 с – продукты горения достигают потолка помеще ния очага пожара и распространяются под ним в радиаль ном направлении (рис. 84);
130 с – под потолком помещения очага пожара фор мируется слой дыма с концентрацией, превышающей кри тическое значение (рис. 85);
170 с – на большей части площади помещения дым опускается ниже отм. 2,9 м от уровня пола (рис. 86);
230 с – блокируется по признаку потери видимости эвакуационный выход В1 (рис. 87). Блокирование эвакуаци онного выхода В1 по признаку повышения температуры
не происходит (рис. 90). Блокирование эвакуационного вы хода В1 по признаку понижения концентрации О2 не проис ходит (рис. 95). Блокируется по признаку превышения кон центрации HCl эвакуационный выход В1 (рис. 98);
410 с – блокируется по признаку потери видимости эвакуационный выход В3 (рис. 88). Блокирование эвакуаци онного выхода В3 по признаку повышения температуры не происходит (рис. 89). Блокирование эвакуационных вы ходов В1 и В3 по признаку превышения концентрации СО и
СО2 не происходит (рис. 91–94). Блокирование эвакуацион ного выхода В3 по признаку понижения концентрации О2 не происходит (рис. 96). Блокируется по признаку превы шения концентрации HCl эвакуационный выход В3
(рис. 97).
Из результатов расчета следует, что наиболее опас ными факторами пожара из всех рассмотренных являются потеря видимости и превышение концентрации HCl.
Более подробная информация о времени блокирования отдельных эвакуационных выходов представлена в табл. 7.
Таблица 7
Время блокирования tбл ОФП путей эвакуации
Оси Время блокирования, с
№ располо- Потеря выхода СО2 СО НCl T О2 жения видимости
1 > 410 > 410 230 > 230 > 230
2 Блокирован
3 > 410 > 410 410 > 410 > 410
Рис. 84. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в вертикальном сечении 1-1 в момент времени 80 с
Рис. 85. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в вертикальном сечении 1-1 в момент времени 130 с
Рис. 86. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 2,9 м от уровня пола в момент времени 170 с
Рис. 87. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 2,9 м от уровня пола в момент времени 230 с
Рис. 88. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 410 с
Рис. 89. Поля температуры (К) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 410 с
Рис. 90. Поля температуры (К) в горизонтальном сечении на высоте 2,9 м от уровня пола в момент времени 230 с
Рис. 91. Концентрация СО (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 2,9 м от уровня пола в момент времени 410 с
Рис. 92. Концентрация СО (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 410 с
Рис. 93. Концентрация СО2 (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 410 с
Рис. 94. Концентрация СО2 (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 2,9 м от уровня пола в момент времени 410 с
Рис. 95. Концентрация О2 (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 2,9 м от уровня пола в момент времени 230 с
Рис. 96. Концентрация О2 (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 410 с
Рис. 97. Концентрация HCl (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 410 с
Рис. 98. Концентрация HCl (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 230 с
Сценарий 7
Очаг пожара находится в административном помеще нии № Б.4.05, расположенном на четвертом этаже, на уров не пола.
Динамику данного варианта развития пожара можно проиллюстрировать следующими основными моментами:
30 с – продукты горения достигают потолка помеще ния очага пожара и распространяются под ним в радиаль ном направлении;
60 с – на большей части площади помещения очага пожара дым опускается ниже отм. 1,7 м от уровня пола
(рис. 99);
150 с – на отдельных участках площади коридора дым опускается ниже отм. 1,7 м от уровня пола (рис. 100);
230 с – на отдельных участках площади коридора дым с концентрацией, превышающей критическое значение,
опускается ниже отм. 1,7 м от уровня пола, блокируется по признаку потери видимости эвакуационный выход В1
(рис. 101). Блокирование по признаку повышения темпера туры эвакуационного выхода В1 не происходит (рис. 103).
Блокирование эвакуационного выхода В1 по признаку по нижения концентрации О2 не происходит (рис. 107);
290 с – блокируется по признаку потери видимости эвакуационный выход В2 (рис. 102). Блокирование по при знаку повышения температуры эвакуационного выхода В2 не происходит (рис. 104). Блокирование эвакуационных вы ходов В1 и В2 по признаку превышения концентрации СО не происходит (рис. 105). Блокирование эвакуационных вы ходов В1 и В2 по признаку превышения концентрации СО2 не происходит (рис. 106). Блокирование эвакуационного выхода В2 по признаку понижения концентрации О2 не происходит (рис. 108).
Из результатов расчета следует, что наиболее опас ным фактором пожара из всех рассмотренных является потеря видимости.
Более подробная информация о времени блокирования отдельных эвакуационных выходов представлена в табл. 8.
Таблица 8
Время блокирования tбл ОФП путей эвакуации
Время блокирования, с
Оси
№ Потеря располо выхода СО2 СО НCl T О2 видимо жения сти
1 > 290 > 290 – > 230 > 230
2 > 290 > 290 – > 290 > 290
Рис. 99. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 60 с
Рис. 100. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 150 с
Рис. 101. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 230 с
Рис. 102. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 290 с
Рис. 103. Поля температуры (К) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 230 с
Рис. 104. Поля температуры (К) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 290 с
Рис. 105. Концентрация СО (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 290 с
Рис. 106. Концентрация СО2 (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 290 с
Рис. 107. Концентрация О2 (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 230 с
Рис. 108. Концентрация О2 (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 290 с
3.1.8. Определение расчетного времени эвакуации людей из здания
3.1.8.1. Методика расчета времени эвакуации людей при пожаре
Расчетное время эвакуации людей определяется по математической модели индивидуально-поточного дви жения людей из здания, приведенной в прил. № 3 к Мето дике.
Расчетное время эвакуации людей из здания устанав ливается по времени выхода из него последнего человека.
Перед началом моделирования процесса эвакуации за дается схема эвакуационных путей в здании. Все эвакуаци онные пути подразделяются на эвакуационные участки
длиной a и шириной b. Длина и ширина каждого участка пути эвакуации для проектируемых зданий принимаются по проекту, а для построенных – по фактическому положению.
Длина пути по лестничным маршам измеряется по длине марша. Длина пути в дверном проеме принимается равной нулю. Эвакуационные участки могут быть горизонтальные и наклонные (лестница вниз, лестница вверх и пандус).
За габариты человека в плане принимается эллипс с размерами осей 0,5 и 0,25 м. Задаются координаты каждо го человека xi – расстояние от центра эллипса до конца эва куационного участка, на котором он находится (рис. 109).
Если разность координат некоторых людей, находящихся на
эвакуационном участке, составляет менее 0,25 м, то прини мается, что люди с этими координатами расположены ря дом друг с другом – сбоку один от другого. При этом исхо дя из габаритов человека в плане и размеров эвакуационно го участка (длина и ширина) для каждого эвакуационного участка определяются максимально возможное количество человек в одном ряду сбоку друг от друга и максимально возможное количество людей на участке.
Координаты каждого человека xi в начальный момент времени задаются в соответствии со схемой расстановки людей в помещениях (рабочие места, места для зрителей, спальные места и т. п.). В случае отсутствия таких данных, например, для магазинов, выставочных залов и т. п., допус кается размещать людей равномерно по всей площади по мещения с учетом расстановки технологического оборудо вания.
а
х
b
0 х1 х3 х4 х5 х6 х7 X
Рис. 109. Координатная схема размещения людей на путях эвакуации
Координата каждого человека в момент времени t оп ределяется по формуле xi(t) = xi(t – Δt) – Vi(t) Δt, (7) где xi(t – Δt) – координата i-го человека в предыдущий мо мент времени, м; Vi(t) – скорость i-го человека в момент времени t, м/с; Δt – промежуток времени, с.
Скорость i-го человека Vi(t) в момент времени t определя ется по табл. 9 в зависимости от локальной плотности пото ка Di(t), в котором он движется, и типа эвакуационного участка.
Локальная плотность Di(t) вычисляется по группе, со стоящей из n чел., по формуле
Di(t) = (n(t) –1) f / (bΔx), (8) где n – количество людей в группе, чел.; f – средняя пло щадь горизонтальной проекции человека, м2/м2; b – ширина
эвакуационного участка, м; Δx – разность координат по следнего и первого человека в группе, м.
Если в момент времени t координата человека xi(t), оп ределенная по формуле (7), станет отрицательной – это оз начает, что человек достиг границы текущего эвакуацион ного участка и должен перейти на следующий эвакуацион ный участок.
В этом случае координата этого человека на следую щем эвакуационном участке определяется:
xi(t) = [xi(t – dt) – Vi(t) dt] + аj lj, (9) где xi(t – dt) – координата i-го человека в предыдущий момент времени на (j–1) эвакуационном участке, м; Vi(t) – скорость
i-го человека на (j1)-м эвакуационном участке в момент вре мени t, м/с; aj – длина j-го эвакуационного участка, м; lj – ко ордината места слияния j-го и (j1)-го эвакуационных участ ков – расстояние от начала j-го эвакуационного участка до места слияния его с (j1)-м эвакуационным участком, м.
Количество людей, переходящих с одного эвакуаци онного участка на другой в единицу времени, определяется пропускной способностью выхода с участка Qj(t):
Qj(t) = qj(t) cj dt / (f 60), (10) где qj(t) интенсивность движения на выходе с j-го эвакуа ционного участка в момент времени t, м/мин; cj ширина выхода с j-го эвакуационного участка, м; dt промежуток времени, с; f средняя площадь горизонтальной проекции человека, м2.
Интенсивность движения на выходе с j-го эвакуаци онного участка qj(t) в момент времени t определяется в за висимости от плотности людского потока на этом участке
Dvj(t).
Таблица 9
Горизонтальный Лестница
Лестница вниз путь вверх
Дверной
Плот- проем,
Интенсивность,
Интенсивность,
Интенсивность,
Скорость V,
Скорость V,
Скорость V,
q, м · мин–1 q, м · мин–1 ность интенсив-
м · мин–1 м · мин–1
м · мин–1
м · мин–1 потока ность
q,
D, м2/м2 q, м · мин–1
0,01 100 1 1 100 1 60 0,6
0,05 100 5 5 100 5 60
0,1 80 8 8,7 95 9,5 53 5,3
0,2 60 12 13,4 68 13,6 40
0,3 47 14,1 16,5 52 16,6 32 9,6
0,4 40 16 18,4 40 16 26 10,4
0,5 33 16,5 19,6 31 15,6 22
0,7 23 16,1 18,5 18 12,6 15 10,5
0,8 19 15,2 17,3 13 10,4 13 10,4
0,9
15 13,5 8,5 8 7,2 11 9,9 и более
Примечание. Табличное значение интенсивности движения в дверном проеме при плотности потока 0,9 и более, равное 8,5 м · мин–1, установлено для дверного проема шириной 1,6 м и более, а при дверном проеме меньшей ширины d интенсивность движения следует опреде лять по формуле q = 2,5 + 3,75d.
Плотность людского потока на j-м эвакуационном участке Dvj(t), м2/м2, в момент времени t определяется по формуле
Dvj(t) = (Nj f dt) / (aj bj), (11) где Nj число людей на j-м эвакуационном участке, чел.;
f средняя площадь горизонтальной проекции человека, м2;
aj длина j-го эвакуационного участка, м; bj ширина j-го эвакуационного участка, м; dt промежуток времени, с.
В момент времени t определяется количество людей m с отрицательными координатами xi(t), определенными по формуле (7). Если значение m ≤ Qj(t), то все m человек пере ходят на следующий эвакуационный участок и их коорди наты определяются в соответствии с формулой (9). Если значение m > Qj(t), то количество человек, равное значению
Qj(t), переходят на следующий эвакуационный участок и их координаты определяются в соответствии с формулой (9), а количество человек, равное значению (m – Qj(t)), не пере ходят на следующий эвакуационный участок (остаются на данном эвакуационном участке) и их координатам присваи ваются значения xi(t) = k0,25 + 0,25, где k – номер ряда, в котором будут находиться люди (максимально возможное количество человек в одном ряду сбоку друг от друга для каждого эвакуационного участка определяется перед нача лом расчетов). Таким образом, перед выходом с эвакуаци онного участка возникает скопление людей.
На основании заданных начальных условий (началь ных координат людей, параметров эвакуационных участ ков) определяются плотности людских потоков на путях
эвакуации и пропускные способности выходов с эвакуаци онных участков. Далее, в момент времени t = t + dt, выбира ется направление движения каждого человека и вычисляет ся новая координата каждого человека. После этого снова определяются плотности людских потоков на путях эвакуа ции и пропускные способности выходов. Затем вновь дается приращение по времени dt и определяются новые координа ты людей с учетом наличия ОФП на путях эвакуации в этот момент времени. После этого процесс повторяется. Расчеты проводятся до тех пор, пока все люди не будут эвакуирова ны из здания.
3.1.8.2. Результаты расчета времени эвакуации tp
В соответствии с вышеизложенной методикой созданы алгоритм и вычислительная программа по определению ха рактеристик процесса эвакуации.
Время эвакуации определяется без учета времени задержки на оповещение людей о пожаре, т. е. все люди, находящиеся в здании, после получения сигнала о пожаре начинают одновременно движение к эвакуационным вы ходам.
Параметры путей эвакуации задавались в соответст вии с проектом.
Количество людей в здании задавалось в соответствии с положениями СП 1.13130.2009.
Рассматривается семь вариантов эвакуации людей, со ответствующих ранее рассмотренным в данной работе сце нариям пожара.
Вариант 1. Эвакуация из подземной автостоянки
Описание эвакуационного сценария. В данном расчет ном сценарии рассматривался процесс эвакуации людей из помещений, расположенных на 1-м этаже. Расчет данного варианта проводился в соответствии с первым сценарием развития пожара. Опасные факторы пожара распространя ются в рассматриваемом объеме с последующим блокиро ванием эвакуационных выходов.
Параметры эвакуационных путей и выходов. Для эва куации из рассматриваемой части здания предусмотрено че тыре эвакуационных выхода.
Параметры эвакуационных выходов, принятые в рас чете, приведены в табл. 10.
Таблица 10
Оси Ширина
№
Тип выхода располо- выхода п/п жения не менее, м
1-й этаж
В1 В соседний пожарный отсек 0,8
В2 В соседний пожарный отсек 0,8
В3
В лестничную клетку 1,2 блокирован
В4 В лестничную клетку 1,2
Ширина лестничного марша эвакуационных лестнич ных клеток Лк 04; Лк 06; Лк 07; Лк 08; Лк 09; Лк 10; Лк 11;
Лк 12; Лк 13 и Лк 14, ведущих из подземной автостоянки наружу, принималась 2,4 м.
Ширина лестничного марша эвакуационной лестнич ной клетки Лк 15, ведущей из подземной автостоянки нару жу, принималась 1,4 м.
Расчетное количество людей. Количество людей при нималось согласно п. 9.4.7 СП 1.13130.2009 и всего на авто стоянке составило 494 чел. (из расчета 1 чел. на машино место). В рассматриваемой части здания количество людей составило 60 чел.
Дополнительные условия. При проведении расчетов предполагалось, что один из выходов (выход В3) блокиру ется опасными факторами в первые секунды пожара. Таким образом, при расчете эвакуации из рассматриваемого по мещения данный выход не учитывался.
Направление движения людей. При расчете времени движения людей из рассматриваемых помещений в описа нии эвакуационной схемы задавалось наиболее предпочти тельное (наиболее вероятное) направление движения людей к эвакуационным выходам. Предполагалось, что при эва-
куации из помещения люди движутся в сторону ближайших к ним выходов, за исключением случая, когда ближайший выход блокирован.
Особенности процесса эвакуации. При движении лю дей вблизи выходов продолжительные (более 6 мин) скоп ления людей высокой плотности не образуются.
Движение по лестничным клеткам. Во время дви жения людей по лестничным клеткам продолжительные
(более 6 мин) скопления людей высокой плотности не об разуются.
Время эвакуации людей из здания составляет 121 с.
Время эвакуации людей в выход В1 составляет 41 с.
Время эвакуации людей в выход В2 составляет 42 с.
Время эвакуации людей в выход В4 составляет 19 с.
Вариант 2. Эвакуация из подземной автостоянки
Описание эвакуационного сценария. В данном расчет ном сценарии рассматривался процесс эвакуации людей из помещений, расположенных на 1-м этаже. Расчет данного варианта проводился в соответствии со вторым сценарием развития пожара. Опасные факторы пожара распространя ются в рассматриваемом объеме с последующим блокиро ванием эвакуационных выходов.
Параметры эвакуационных путей и выходов. Для эва куации из рассматриваемой части здания предусмотрено че тыре эвакуационных выхода.
Параметры эвакуационных выходов, принятые в рас чете, приведены в табл. 11.
Ширина лестничного марша эвакуационных лестнич ных клеток Лк 04; Лк 06; Лк 07; Лк 08; Лк 09; Лк 10; Лк 11;
Лк 12; Лк 13 и Лк 14, ведущих из подземной автостоянки наружу, принималась 2,4 м.
Таблица 11 Оси Ширина № п/п Тип выхода располо- выхода жения не менее, м 1-й этаж В1 В лестничную клетку 1,2 блокирован В2 В лестничную клетку 1,2 В3 В соседний пожарный отсек 0,8 В4 В соседний пожарный отсек 0,8 В5 В соседний пожарный отсек 0,8 В6 В лестничную клетку 1,2 В7 В лестничную клетку 1,2
Ширина лестничного марша эвакуационной лестнич ной клетки Лк 15, ведущей из подземной автостоянки нару жу, принималась 1,4 м.
Расчетное количество людей. Количество людей при нималось согласно п. 9.4.7 СП 1.13130.2009 и всего на авто стоянке составило 494 чел. (из расчета 1 чел. на машиноме сто). В рассматриваемой части здания количество людей со ставило 121 чел.
Дополнительные условия. При проведении расчетов предполагалось, что один из выходов (выход В1) блокиру ется опасными факторами в первые секунды пожара. Таким образом, при расчете эвакуации из рассматриваемого по мещения данный выход не учитывался.
Направление движения людей. При расчете времени движения людей из рассматриваемых помещений в описа нии эвакуационной схемы задавалось наиболее предпочти тельное (наиболее вероятное) направление движения людей к эвакуационным выходам. Предполагалось, что при эва куации из помещения люди движутся в сторону ближайших
к ним выходов, за исключением случая, когда ближайший выход блокирован.
Особенности процесса эвакуации. При движении лю дей вблизи выходов продолжительные (более 6 мин) скоп ления людей высокой плотности не образуются.
Движение по лестничным клеткам. Во время движе ния людей по лестничным клеткам продолжительные (бо лее 6 мин) скопления людей высокой плотности не обра зуются.
Время эвакуации людей из здания составляет 121 с.
Время эвакуации людей в выход В2 составляет 29 с.
Время эвакуации людей в выход В3 составляет 27 с.
Время эвакуации людей в выход В4 составляет 44 с.
Время эвакуации людей в выход В5 составляет 33 с.
Время эвакуации людей в выход В6 составляет 18 с.
Время эвакуации людей в выход В7 составляет 34 с.
Вариант 3
Описание эвакуационного сценария. В данном расчет ном сценарии рассматривался процесс эвакуации людей из
здания в случае возникновения пожара в помещении торго вого зала, расположенном на 1-м этаже. Расчет данного ва рианта проводился в соответствии с третьим сценарием раз вития пожара. Опасные факторы пожара распространяются в рассматриваемом объеме с последующим блокированием эвакуационных выходов.
Параметры эвакуационных путей и выходов. Для эва куации из рассматриваемой части здания предусмотрено шесть эвакуационных выходов.
Параметры эвакуационных выходов, принятые в рас чете, приведены в табл. 12.
Таблица 12 Оси Ширина выхода № п/п Тип выхода расположения не менее, м 1-й этаж В1 Наружу 1,5 х 2 В2 В коридор 2,2 В3 В коридор 2,2 В4 Наружу 1,5 х 2 В5 Наружу 1,5 В6 Наружу 1,5 блокирован
Ширина лестничного марша эвакуационных лестнич ных клеток Лк 06; Лк 09; Лк 10; Лк 11; Лк 12; Лк 13 прини малась 2,4 м.
Ширина лестничного марша эвакуационных лестнич ных клеток Лк 04; Лк 07; Лк 08 и Лк 14 принималась 3 м.
Ширина лестничного марша эвакуационных лестнич ных клеток Лк 01; Лк 02; Лк 03; Лк 05; Лк 16; Лк 17; Лк 18 и
Лк 19 принималась 1,6 м.
Все лестничные клетки имеют выход непосредственно наружу, ширина выхода принималась равной ширине лест ничного марша.
Расчетное количество людей. Количество людей при нималось согласно п. 7.2.5 СП 1.13130.2009 и всего в здании с 1 по 4 этаж составило 19 890 чел. В рассматриваемой час ти здания количество людей составило 2330 чел.
Дополнительные условия. При проведении расчетов предполагалось, что один из выходов (выход В6) блокиру ется опасными факторами в первые секунды пожара. Таким образом, при расчете эвакуации из рассматриваемого по мещения данный выход не учитывался.
По проекту пожаробезопасные зоны для маломобиль ных групп населения (МГН) располагаются в блоке Б на 2-м и 3-м этаже. Согласно техническому заданию на про ектирование на 2-м этаже может находиться 45 чел., на 3-м этаже 32 чел., относящихся к МГН, всего на двух этажах
77 чел., из них 4 чел. относятся к группе мобильности М4.
Расстояние от наиболее удаленной точки в помещении с пребыванием МГН до эвакуационных выходов, преду смотренных для МГН (в зону безопасности и (или) наружу из здания), составляет не более 60 м. Выходы наружу и в зоны безопасности приспособлены для людей группы мо бильности М4 (ширина дверного проема, пандус и т. д.).
Принималось, что:
- на 2-м этаже здания находится не более 2 чел., отно сящихся к маломобильной группе населения М4;
- на 3-м этаже здания находится не более 2-х чел., от носящихся к маломобильной группе населения М4.
Время эвакуации людей, относящихся к МГН, в зоны безопасности при данных условиях составляет:
- на 2-м этаже – 51 с;
- на 3-м этаже – 163 с.
Направление движения людей. При расчете времени движения людей из рассматриваемых помещений в описа нии эвакуационной схемы задавалось наиболее предпочти тельное (наиболее вероятное) направление движения людей к эвакуационным выходам. Предполагалось, что при эва куации из помещения люди движутся в сторону ближайших к ним выходов, за исключением случая, когда ближайший выход блокирован.
Особенности процесса эвакуации. При движении лю дей вблизи выходов продолжительные (более 6 мин) скоп ления людей высокой плотности не образуются.
Движение по лестничным клеткам. Во время движе ния людей по лестничным клеткам продолжительные (более
6 мин) скопления людей высокой плотности не образуются.
Время эвакуации людей из здания составляет 498 с.
Время эвакуации людей в выход В1 составляет 211 с.
Время эвакуации людей в выход В2 составляет 102 с.
Время эвакуации людей в выход В3 составляет 105 с.
Время эвакуации людей в выход В4 составляет 142 с.
Время эвакуации людей в выход В5 составляет 425 с.
Вариант 4. Эвакуация с 1 по 4 этаж
Описание эвакуационного сценария. В данном расчет ном сценарии рассматривался процесс эвакуации людей из атриума. Расчет данного варианта проводился в соответст вии с четвертым сценарием развития пожара. Опасные фак торы пожара распространяются в помещении очага пожара, далее начинается распространение опасных факторов пожа ра в коридоре (атриуме) с последующим блокированием эвакуационных выходов.
Параметры эвакуационных путей и выходов. Для эва куации из рассматриваемой части здания предусмотрено двадцать четыре эвакуационных выхода.
Параметры эвакуационных выходов, принятые в рас чете, приведены в табл. 13.
Ширина лестничного марша эвакуационных лестнич ных клеток Лк 06; Лк 09; Лк 10; Лк 11; Лк 12; Лк 13 прини малась 2,4 м.
Ширина лестничного марша эвакуационных лестнич ных клеток Лк 04; Лк 07; Лк 08 и Лк 14 принималась 3 м.
Таблица 13 № Оси Ширина выхода Тип выхода п/п расположения не менее, м 1-й этаж В1 Наружу 2,2 В2 В коридор безопасности 2,2 В3 В коридор безопасности 2,2 В4 В коридор безопасности 2,2 В5 В коридор безопасности 2,2 В6 Наружу 2,2 В7 Наружу 1,2 х 2 2-й этаж В8 В коридор безопасности 2,2 В9 В коридор безопасности 2,2 В10 В коридор безопасности 2,2 В11 В коридор безопасности 2,2 В12 В коридор безопасности 2,2 В13 В коридор безопасности 2,2 В14 В коридор безопасности 2,2 В15 В коридор безопасности 2,2 3-й этаж В16 В коридор безопасности 2,2 В17 В коридор безопасности 2,2 В18 В коридор безопасности 1,7 В19 В коридор безопасности 2,2 В20 В коридор безопасности 1,7 В21 В коридор безопасности 2,2 В22 В коридор безопасности 2,2 В23 В коридор безопасности 2,2 В24 В коридор безопасности 2,2
Ширина лестничного марша эвакуационных лестнич ных клеток Лк 01; Лк 02; Лк 03; Лк 05; Лк 16; Лк 17; Лк 18 и
Лк 19 принималась 1,6 м.
Все лестничные клетки имеют выход непосредственно наружу, ширина выхода принималась равной ширине лест ничного марша.
Расчетное количество людей. Количество людей при нималось согласно п. 7.2.5 СП 1.13130.2009 и всего в здании с 1 по 4 этаж составило 19 890 чел.
Дополнительные условия. По проекту пожаробезопас ные зоны для маломобильных групп населения (МГН) рас полагаются в блоке Б на 2-м и 3-м этаже. На 2-м этаже мо жет находиться 45 чел., а на 3-м этаже 32 чел., относящихся к МГН, всего на двух этажах 77 чел., из них 4 чел. относятся к группе мобильности М4.
Расстояние от наиболее удаленной точки в помещении с пребыванием МГН до эвакуационных выходов, преду смотренных для МГН (в зону безопасности и (или) наружу из здания), составляет не более 60 м. Выходы наружу и в зоны безопасности приспособлены для людей группы мо бильности М4 (ширина дверного проема, пандус и т. д.).
Принималось, что:
- на 2-м этаже здания находится не более 2 чел., отно сящихся к МГН группы мобильности М4;
- на 3-м этаже здания находится не более 2 чел., отно сящихся к МГН группы мобильности М4.
Время эвакуации людей, относящихся к группе мо бильности М4, в зоны безопасности при данных условиях составляет:
- на 2-м этаже – 151 с;
- на 3-м этаже – 163 с.
Направление движения людей. При расчете времени движения людей из рассматриваемых помещений в описа нии эвакуационной схемы задавалось наиболее предпочти тельное (наиболее вероятное) направление движения людей к эвакуационным выходам. Предполагалось, что при эва куации из помещения люди движутся в сторону ближайших
к ним выходов, за исключением случая, когда ближайший выход блокирован.
Особенности процесса эвакуации. При движении лю дей вблизи выходов продолжительные (более 6 мин) скоп ления людей высокой плотности не образуются.
Движение по лестничным клеткам. Во время движе ния людей по лестничным клеткам продолжительные (более
6 мин) скопления людей высокой плотности не образуются.
Время эвакуации людей из здания составляет 498 с.
Время эвакуации людей в выход В1 составляет 118 с.
Время эвакуации людей в выход В2 составляет 252 с.
Время эвакуации людей в выход В3 составляет 254 с.
Время эвакуации людей в выход В4 составляет 219 с.
Время эвакуации людей в выход В5 составляет 259 с.
Время эвакуации людей в выход В6 составляет 273 с.
Время эвакуации людей в выход В7 составляет 272 с.
Время эвакуации людей в выход В8 составляет 133 с.
Время эвакуации людей в выход В9 составляет 318 с.
Время эвакуации людей в выход В10 составляет 305 с.
Время эвакуации людей в выход В11 составляет 73 с.
Время эвакуации людей в выход В12 составляет 97 с.
Время эвакуации людей в выход В13 составляет 78 с.
Время эвакуации людей в выход В14 составляет 187 с.
Время эвакуации людей в выход В15 составляет 88 с.
Время эвакуации людей в выход В16 составляет 93 с.
Время эвакуации людей в выход В17 составляет 116 с.
Время эвакуации людей в выход В18 составляет 160 с.
Время эвакуации людей в выход В19 составляет 87 с.
Время эвакуации людей в выход В20 составляет 75 с.
Время эвакуации людей в выход В21 составляет 202 с.
Время эвакуации людей в выход В22 составляет 92 с.
Время эвакуации людей в выход В23 составляет 94 с.
Время эвакуации людей в выход В24 составляет 202 с.
Вариант 5. Эвакуация с 1 по 4 этаж
Описание эвакуационного сценария. В данном расчет ном сценарии рассматривался процесс эвакуации людей из здания в случае возникновения пожара в помещениях, рас положенных на 3-м этаже. Расчет данного варианта прово дился в соответствии с пятым сценарием развития пожара.
Опасные факторы пожара распространяются в помещении очага пожара, далее начинается распространение опасных факторов пожара в коридоре с последующим блокировани ем эвакуационных выходов.
Параметры эвакуационных путей и выходов. Для эва куации из рассматриваемой части здания предусмотрено два эвакуационных выхода.
Параметры эвакуационных выходов, принятые в рас чете, приведены в табл. 14.
Таблица 14
Оси Ширина выхода
№ п/п Тип выхода расположения не менее, м
3-й этаж
В1 В коридор 1,4
В2 В коридор 0,8
Ширина лестничного марша эвакуационных лестнич ных клеток Лк 06; Лк 09; Лк 10; Лк 11; Лк 12; Лк 13 прини малась 2,4 м.
Ширина лестничного марша эвакуационных лестнич ных клеток Лк 04; Лк 07; Лк 08 и Лк 14 принималась 3 м.
Ширина лестничного марша эвакуационных лестнич ных клеток Лк 01; Лк 02; Лк 03; Лк 05; Лк 16; Лк 17; Лк 18 и
Лк 19 принималась 1,6 м.
Все лестничные клетки имеют выход непосредственно наружу, ширина выхода принималась равной ширине лест ничного марша.
Расчетное количество людей. Количество людей при нималось согласно п. 7.2.5 СП 1.13130.2009 и всего в здании с 1 по 4 этаж составило 19 890 чел. В рассматриваемой час ти здания количество людей составило 70 чел.
Направление движения людей. При расчете времени движения людей из рассматриваемых помещений в описа нии эвакуационной схемы задавалось наиболее предпочти тельное (наиболее вероятное) направление движения людей к эвакуационным выходам. Предполагалось, что при эва куации из помещения люди движутся в сторону ближайших к ним выходов, за исключением случая, когда ближайший выход блокирован.
Особенности процесса эвакуации. При движении лю дей вблизи выходов продолжительные (более 6 мин) скоп ления людей высокой плотности не образуются.
Движение по лестничным клеткам. Во время движе ния людей по лестничным клеткам продолжительные (более
6 мин) скопления людей высокой плотности не образуются.
Время эвакуации людей из здания составляет 498 с.
Время эвакуации людей в выход В1 составляет 53 с.
Время эвакуации людей в выход В2 составляет 15 с.
Вариант 6. Эвакуация с 1 по 4 этаж
Описание эвакуационного сценария. В данном расчет ном сценарии рассматривался процесс эвакуации людей из здания в случае возникновения пожара в кинозале на 258 посадочных мест, расположенном на 3-м этаже. Расчет дан ного варианта проводился в соответствии с шестым сцена рием развития пожара. Опасные факторы пожара распро-
страняются в рассматриваемом объеме с последующим бло кированием эвакуационных выходов.
Параметры эвакуационных путей и выходов. Для эва куации из рассматриваемой части здания предусмотрено три эвакуационных выхода.
Параметры эвакуационных выходов, принятые в рас чете, приведены в табл. 15.
Таблица 15
Ширина
Оси
№ п/п Тип выхода выхода расположения не менее, м
Кинозал на 258 посадочных мест
В1 В коридор безопасности 1,4
В2
В коридор безопасности 1,4 блокирован
В3 В вестибюль 1,4
Ширина лестничного марша эвакуационных лестнич ных клеток Лк 06; Лк 09; Лк 10; Лк 11; Лк 12; Лк 13 прини малась 2,4 м.
Ширина лестничного марша эвакуационных лестнич ных клеток Лк 04; Лк 07; Лк 08 и Лк 14 принималась 3 м.
Ширина лестничного марша эвакуационных лестнич ных клеток Лк 01; Лк 02; Лк 03; Лк 05; Лк 16; Лк 17; Лк 18 и
Лк 19 принималась 1,6 м.
Все лестничные клетки имеют выход непосредственно наружу, ширина выхода принималась равной ширине лест ничного марша.
Расчетное количество людей. Количество людей при нималось согласно п. 7.2.5 СП 1.13130.2009 и всего в здании с 1 по 4 этаж составило 19 890 чел. В рассматриваемом ки нозале количество людей составило 258 чел.
Дополнительные условия. При проведении расчетов предполагалось, что один из выходов (выход В2) блокиру ется опасными факторами в первые секунды пожара. Таким образом, при расчете эвакуации из рассматриваемого по мещения данный выход не учитывался.
Направление движения людей. При расчете времени движения людей из рассматриваемых помещений в описа нии эвакуационной схемы задавалось наиболее предпочти тельное (наиболее вероятное) направление движения людей к эвакуационным выходам. Предполагалось, что при эва куации из помещения люди движутся в сторону ближайших к ним выходов, за исключением случая, когда ближайший выход блокирован.
Особенности процесса эвакуации. При движении лю дей вблизи выходов продолжительные (более 6 мин) скоп ления людей высокой плотности не образуются.
Движение по лестничным клеткам. Во время движе ния людей по лестничным клеткам продолжительные (более
6 мин) скопления людей высокой плотности не образуются.
Время эвакуации людей из здания составляет 498 с.
Время эвакуации людей в выход В1 составляет 78 с.
Время эвакуации людей в выход В3 составляет 64 с.
Вариант 7
Описание эвакуационного сценария. В данном расчет ном сценарии рассматривался процесс эвакуации людей из здания в случае возникновения пожара в блоке админист ративных помещений, расположенных на 4-м этаже зда ния. Расчет данного варианта проводился в соответствии с седьмым сценарием развития пожара. Опасные факторы пожара распространяются в помещении очага пожара, да лее начинается распространение опасных факторов пожара
в коридоре с последующим блокированием эвакуационных выходов.
Параметры эвакуационных путей и выходов. Для эва куации из рассматриваемой части здания предусмотрено два эвакуационных выхода.
Параметры эвакуационных выходов, принятые в рас чете, приведены в табл. 16.
Таблица 16
Оси Ширина выхода
№ п/п Тип выхода расположения не менее, м
4-й этаж
В1 В тамбур 1,5
В2 В коридор 1,5
Ширина лестничного марша эвакуационных лестнич ных клеток Лк 06; Лк 09; Лк 10; Лк 11; Лк 12; Лк 13 прини малась 2,4 м.
Ширина лестничного марша эвакуационных лестнич ных клеток Лк 04; Лк 07; Лк 08 и Лк 14 принималась 3 м.
Ширина лестничного марша эвакуационных лестнич ных клеток Лк 01; Лк 02; Лк 03; Лк 05; Лк 16; Лк 17; Лк 18 и
Лк 19 принималась 1,6 м.
Все лестничные клетки имеют выход непосредственно наружу, ширина выхода принималась равной ширине лест ничного марша.
Расчетное количество людей. Количество людей при нималось согласно п. 7.2.5 СП 1.13130.2009 и всего в здании с 1 по 4 этаж составило 19 890 чел. В рассматриваемой час ти здания количество людей составило 128 чел.
Направление движения людей. При расчете времени движения людей из рассматриваемых помещений в описа нии эвакуационной схемы задавалось наиболее предпочти-
тельное (наиболее вероятное) направление движения людей к эвакуационным выходам. Предполагалось, что при эва куации из помещения люди движутся в сторону ближайших к ним выходов, за исключением случая, когда ближайший выход блокирован.
Особенности процесса эвакуации. При движении лю дей вблизи выходов продолжительные (более 6 мин) скоп ления людей высокой плотности не образуются.
Движение по лестничным клеткам. Во время движения людей по лестничным клеткам продолжительные (более
6 мин) скопления людей высокой плотности не образуются.
Время эвакуации людей из здания составляет 498 с.
Время эвакуации людей в выход В1 составляет 11 с.
Время эвакуации людей в выход В2 составляет 72 с.
Характеристики процесса эвакуации представлены на рис. 110–124.
Рис. 110. Динамика эвакуации людей (вариант 1):
▬ – в выход В2; ▬ – в выход В4; ▬ – в выход В1
Рис. 111. Динамика эвакуации людей (вариант 2):
▬ – в выход В5; ▬ – в выход В7; ▬ – в выход В6; ▬ – в выход В3;
▬ – в выход В2; ▬ – в выход В4
40 140 240 340
Время, с
Рис. 112. Динамика эвакуации людей (вариант 3):
▬ – в выход В2; ▬ – в выход В1; ▬ – в выход В3;
▬ – в выход В4; ▬ – в выход В5
Рис. 113. Динамика эвакуации людей (вариант 5):
▬ – в выход В2; ▬ – в выход В1
Рис. 114. Динамика эвакуации людей (вариант 6):
▬ – в выход В1; ▬ – в выход В3
Рис. 115. Динамика эвакуации людей (вариант 7):
▬ – в выход В1; ▬ – в выход В2
Рис. 116. Плотность людского потока на путях эвакуации
(вариант 1):
▬ – перед выходом В4; ▬ – перед выходом В2; ▬ – перед выходом В1
Рис. 117. Плотность людского потока на путях эвакуации
(вариант 2):
▬ – в выход В7; ▬ – в выход В5; ▬ – в выход В6; ▬ – в выход В3;
▬ – в выход В2; ▬ – в выход В4
Рис. 118. Плотность людского потока на путях эвакуации
(вариант 3):
▬ – в выход В1; ▬ – в выход В2; ▬ – в выход В3;
▬ – в выход В4; ▬ – в выход В5
Рис. 119. Плотность людского потока на путях эвакуации
(вариант 4):
▬ – в лестничной клетке Лк 04 на площадке 2-го этажа;
▬ – в лестничной клетке Лк 05 на площадке 2-го этажа;
▬ – в лестничной клетке Лк 06 на площадке 2-го этажа;
▬ – в лестничной клетке Лк 07 на площадке 2-го этажа;
▬ – в лестничной клетке Лк 08 на площадке 2-го этажа
Рис. 120. Плотность людского потока на путях эвакуации
(вариант 4):
▬ – в лестничной клетке Лк 14 на площадке 2-го этажа;
▬ – в лестничной клетке Лк 13 на площадке 2-го этажа;
▬ – в лестничной клетке Лк 12 на площадке 2-го этажа;
▬ – в лестничной клетке Лк 11 на площадке 2-го этажа;
▬ – в лестничной клетке Лк 10 на площадке 2-го этажа
Рис. 121. Плотность людского потока на путях эвакуации
(вариант 4):
▬ – в лестничной клетке Лк 09 на площадке 2-го этажа;
▬ – в лестничной клетке Лк 16 на площадке 2-го этажа;
▬ – в лестничной клетке Лк 17 на площадке 2-го этажа;
▬ – в лестничной клетке Лк 18 на площадке 2-го этажа;
▬ – в лестничной клетке Лк 19 на площадке 2-го этажа
Рис. 122. Плотность людского потока на путях эвакуации
(вариант 5):
▬ – перед выходом В2; ▬ – перед выходом В1
Рис. 123. Плотность людского потока на путях эвакуации
(вариант 6):
▬ – перед выходом В1; ▬ – перед выходом В3
Рис. 124. Плотность людского потока на путях эвакуации
(вариант 7):
▬ – перед выходом В1; ▬ – перед выходом В2
Анализ результатов расчетов показывает, что на путях эвакуации не возникают продолжительные скопления
(более 6 мин) людей с критическими плотностями людских потоков, и эвакуация людей осуществляется до момента блокирования эвакуационных выходов опасными фак торами пожара. Время эвакуации людей из здания определяется в основном пропускной способностью путей эвакуации, в частности, шириной выходов в лестничные клетки и шириной маршей лестничных клеток.
3.1.8.3. Оценка последствий воздействия опасных факторов пожара на людей для различных сценариев его развития
Вероятность эвакуации людей из здания при пожаре
Рэ рассчитывают по формуле (3) Методики. В табл. 17 при ведены значения параметров, необходимых для расчета Pэ для различных частей здания. Во 2-м столбце табл. 17 при ведено время блокирования соответствующего выхода или помещения в случае пожара tбл (согласно Методике, крити ческое время по каждому из опасных факторов пожара оп ределяется как время достижения этим фактором предельно допустимого значения на путях эвакуации), в 3-м столбце – необходимое время эвакуации людей 0,8tбл, в 4-м столбце – расчетное время эвакуации людей из соответствующей зо ны tр. В 5-м столбце приведено время начала эвакуации tнэ, определенное в соответствии с п. 1 прил. № 5 к Методике.
В 6-м столбце приведено максимальное время существова ния скоплений людей на различных эвакуационных участ ках tск, определенное на основе п. 3.1.8 и рис. 110–124.
В 7-м столбце приведено рассчитанное значение вероятно сти эвакуации людей из здания Pэ.
Таблица 17 Определение вероятности эвакуации людей из здания Пути эвакуации tбл, с 0,8tбл, с tр, с tнэ, с tск, с Pэ 1 2 3 4 5 6 Вариант 1 100 80 42 29 < 360 0,999 Вариант 2 100 80 44 25 < 360 0,999 Вариант 3 1100 880 425 84 < 360 0,999 Вариант 4 1100 880 318 60 < 360 0,999 Вариант 5 220 176 53 60 < 360 0,999 Вариант 6 230 184 78 9 < 360 0,999 Вариант 7 230 184 72 60 < 360 0,999
3.1.9. Определение величины индивидуального пожарного риска
Сценарий № 1
Очаг пожара находится в помещении автостоянки
(помещение № Б.-1.07), расположенном в подвальном этаже.
Расчетная величина индивидуального пожарного рис ка Qв1 для 1-го сценария пожара рассчитывается по форму ле (2).
Частота возникновения пожара в здании составляет
4 · 10–2.
Коэффициент, учитывающий соответствие установок автоматического пожаротушения требованиям норматив ных документов по пожарной безопасности срабатывания установок автоматического пожаротушения, согласно п. 8
Методики составляет Кап1 = 0,9.
Вероятность присутствия людей в здании определяет ся на основе времени нахождения людей в здании в течение суток и составляет 12 ч. Следовательно, Рпр1 = 0,5.
Значение вероятности эвакуации людей Рэ1 = 0,999
(табл. 17).
Коэффициент, учитывающий соответствие системы противопожарной защиты, направленной на обеспечение безопасной эвакуации людей при пожаре, требованиям нормативных документов по пожарной безопасности, опре деляется по формуле (4) Методики. При этом согласно пп. 22, 25 и 26 Методики Кобн = 0,8; КСОУЭ = 0,8; КПДЗ = 0,8.
Следовательно, Кп.з1 = 0,8704.
Подставляя полученные значения в формулу (2) Ме тодики, получаем Qв1 = 0,25910–6.
Сценарий № 2
Пожар возникает в помещении автостоянки (помеще ние № Б.-1.01), расположенном в подвальном этаже.
Расчетная величина индивидуального пожарного рис ка Qв2 для 2-го сценария пожара рассчитывается по форму ле (2).
Частота возникновения пожара в здании составляет
4 · 10–2.
Коэффициент, учитывающий соответствие установок автоматического пожаротушения требованиям норматив ных документов по пожарной безопасности срабатывания установок автоматического пожаротушения, согласно п. 8
Методики составляет Кап2 = 0,9.
Вероятность присутствия людей в здании определяет ся на основе времени нахождения людей в здании в течение суток и составляет 12 ч. Следовательно, Рпр2 = 0,5.
Значение вероятности эвакуации людей Рэ2 = 0,999
(табл. 17).
Коэффициент, учитывающий соответствие системы противопожарной защиты, направленной на обеспечение безопасной эвакуации людей при пожаре, требованиям нормативных документов по пожарной безопасности, опре-
деляется по формуле (4) Методики. При этом согласно пп. 22, 25 и 26 Методики Кобн = 0,8; КСОУЭ = 0,8; КПДЗ = 0,8.
Следовательно, Кп.з2 = 0,8704.
Подставляя полученные значения в формулу (2) Ме тодики, получаем Qв2 = 0,25910–6.
Сценарий № 3
Пожар возникает в помещении торгового зала
№ А.1.2, расположенном на первом этаже.
Расчетная величина индивидуального пожарного рис ка Qв3 для 3-го сценария пожара рассчитывается по форму ле (2).
Частота возникновения пожара в здании Qп3 определя ется на основании статистических данных по прил. № 1 к Методике и для предприятий розничной торговли состав ляет 2,03 10–2.
Коэффициент, учитывающий соответствие установок автоматического пожаротушения требованиям норматив ных документов по пожарной безопасности, Кап3 = 0,9.
Вероятность присутствия людей в здании определяет ся на основе времени нахождения людей в здании в течение суток и составляет 12 ч. Следовательно, Рпр3 = 0,5.
Значение вероятности эвакуации людей Рэ3 = 0,999
(табл. 17).
Коэффициент, учитывающий соответствие системы противопожарной защиты Кп.зi, направленной на обеспече ние безопасной эвакуации людей при пожаре, требованиям нормативных документов по пожарной безопасности, опре деляется по формуле (4). При этом Кобн = 0,8; КСОУЭ = 0,8;
КПДЗ = 0,8. Следовательно, Кп.з3 = 0,8704.
Подставляя полученные значения в формулу (2), по лучаем Qв3 = 0,132 10–6.
Сценарий № 4
Пожар возникает в помещении промтоварного магази на № Б.1.085, расположенном на первом этаже.
Расчетная величина индивидуального пожарного рис ка Qв4 для 4-го сценария пожара рассчитывается по форму ле (2).
Частота возникновения пожара в здании Qп4 определя ется на основании статистических данных по прил. № 1 к Методике и для предприятий розничной торговли состав ляет 2,03 10–2.
Коэффициент, учитывающий соответствие установок автоматического пожаротушения требованиям норматив ных документов по пожарной безопасности, Кап4 = 0,9.
Вероятность присутствия людей в здании определяет ся на основе времени нахождения людей в здании в течение суток и составляет 12 ч. Следовательно, Рпр4 = 0,5.
Значение вероятности эвакуации людей Рэ4 = 0,999
(табл. 17).
Коэффициент, учитывающий соответствие системы противопожарной защиты Кп.зi, направленной на обеспече ние безопасной эвакуации людей при пожаре, требованиям нормативных документов по пожарной безопасности, опре деляется по формуле (4). При этом Кобн = 0,8; КСОУЭ = 0,8;
КПДЗ = 0,8. Следовательно, Кп.з4 = 0,8704.
Подставляя полученные значения в формулу (2), по лучаем Qв4 = 0,132 10–6.
Сценарий № 5
Пожар возникает в помещении детского бара
№ В.3.17, расположенном на третьем этаже.
Расчетная величина индивидуального пожарного риска
Qв5 для 5-го сценария пожара рассчитывается по формуле (2).
Частота возникновения пожара в здании Qп5 определя ется на основании статистических данных по прил. № 1 к Методике и для предприятий по обслуживанию населения составляет 4 10–2.
Коэффициент, учитывающий соответствие установок автоматического пожаротушения требованиям норматив ных документов по пожарной безопасности, Кап5 = 0,9.
Вероятность присутствия людей в здании определяет ся на основе времени нахождения людей в здании в течение суток и составляет 12 ч. Следовательно, Рпр5 = 0,5.
Значение вероятности эвакуации людей Рэ5 = 0,999
(табл. 17).
Коэффициент, учитывающий соответствие системы противопожарной защиты Кп.зi, направленной на обеспече ние безопасной эвакуации людей при пожаре, требованиям нормативных документов по пожарной безопасности, опре деляется по формуле (4). При этом Кобн = 0,8; КСОУЭ = 0,8;
КПДЗ = 0,8. Следовательно, Кп.з5 = 0,8704.
Подставляя полученные значения в формулу (2), по лучаем Qв5 = 0,259 10–6.
Сценарий № 6
Пожар возникает в помещении кинозала на 258 поса дочных мест (помещение № Б.3.017), расположенном на третьем этаже.
Расчетная величина индивидуального пожарного риска
Qв6 для 6-го сценария пожара рассчитывается по формуле (2).
Частота возникновения пожара в здании Qп6 определя ется на основании статистических данных по прил. № 1 к Методике и для кинозала составляет 6,9 10–3.
Коэффициент, учитывающий соответствие установок автоматического пожаротушения требованиям норматив ных документов по пожарной безопасности, Кап6 = 0,9.
Вероятность присутствия людей в здании определяет ся на основе времени нахождения людей в здании в течение суток и составляет 12 ч. Следовательно, Рпр6 = 0,5.
Значение вероятности эвакуации людей Рэ6 = 0,999
(табл. 17).
Коэффициент, учитывающий соответствие системы противопожарной защиты Кп.зi, направленной на обеспече ние безопасной эвакуации людей при пожаре, требованиям нормативных документов по пожарной безопасности, опре деляется по формуле (4). При этом Кобн = 0,8; КСОУЭ = 0,8;
КПДЗ = 0,8. Следовательно, Кп.з6 = 0,8704.
Подставляя полученные значения в формулу (2), по лучаем Qв6 = 0,0447 10–6.
Сценарий № 7
Пожар возникает в административном помещении
№ Б.4.05, расположенном на четвертом этаже.
Расчетная величина индивидуального пожарного риска
Qв7 для 7-го сценария пожара рассчитывается по формуле (2).
Частота возникновения пожара в здании Qп7 определя ется на основании статистических данных по прил. № 1 к Методике и для офисов составляет 4 10–2.
Коэффициент, учитывающий соответствие установок автоматического пожаротушения требованиям норматив ных документов по пожарной безопасности, Кап7 = 0,9.
Вероятность присутствия людей в здании определяет ся на основе времени нахождения людей в здании в течение суток и составляет 12 ч. Следовательно, Рпр7 = 0,5.
Значение вероятности эвакуации людей Рэ7 = 0,999
(табл. 17).
Коэффициент, учитывающий соответствие системы противопожарной защиты Кп.зi, направленной на обеспече-
ние безопасной эвакуации людей при пожаре, требованиям нормативных документов по пожарной безопасности, опре деляется по формуле (4). При этом Кобн = 0,8; КСОУЭ = 0,8;
КПДЗ = 0,8. Следовательно, Кп.з7 = 0,8704.
Подставляя полученные значения в формулу (2), по лучаем Qв7 = 0,259 10–6.
Расчетная величина пожарного риска в здании, соору жении или строении определяется как максимальное значе ние пожарного риска из рассмотренных сценариев пожара:
Qв = max{Qв1,…, Qвi,…, Qвn}.
Таким образом, Qв = Qв1 = Qв2 = Qв5 = Qв7 = 0,259 10–6 <
Н
< QВ = 10–6 и соотношение (1) выполняется.
Следовательно, расчетное значение индивидуального пожарного риска не превышает нормативное и пожарный риск не превышает допустимое значение (безопасность лю дей обеспечивается).
Выводы
На основании проведенных расчетов установлено, что пожарный риск для рассматриваемого здания не превышает допустимого значения, установленного Федеральным зако ном от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».
Вывод справедлив для исходных данных, представ ленных в расчете (объемно-планировочные и архитектур ные решения, количество людей и т. д.). При изменении ис ходных данных расчет пожарного риска должен быть про веден повторно.
Исполнитель 1
Исполнитель 2
Исполнитель 3
3.2. Пример расчета для здания класса функциональной пожарной опасности Ф1.2
3.2.1. Анализ пожарной опасности объекта
Объектом капитального строительства является «Зда ние гостиницы с автостоянкой».
Здание представляет собой единый объем в форме многоугольника с открытым внутренним двором. Здание переменной этажности 4–6 этажей с двумя подземными этажами на отм. минус 4,100 и минус 7,700. Здание состоит из 5 секций, каждая из которых имеет две эвакуационные лестничные клетки.
Высота здания от уровня проезда для пожарных авто мобилей до открывающегося проема (окна) шестого этажа составляет около 22,200 м, до парапета кровли – 25,300 м.
Кровля плоская, неэксплуатируемая.
Для въезда во внутренний двор запроектирована арка шириной не менее 3,5 м и высотой не менее 4,5 м.
Конструкция здания представляет собой связевой же лезобетонный каркас. Вертикальные несущие конструкции представлены пилонами, колоннами и стенами. Конструк ция здания имеет также ядра жесткости. В качестве ядер жесткости используются лестничные клетки и лифтовые блоки.
На первом и втором подземных этажах запроектиро вана автостоянка с манежным хранением автомобилей, ра ботающих на бензине или дизельном топливе. Для въезда
(выезда) автомобилей предусмотрены две изолированные рампы. На первом подземном этаже также располагаются технические, служебные, подсобные помещения комплекса
(трансформаторная подстанция с сухими трансформатора-
ми, ИТП, ГРЩ, венткамеры, насосная, мастерские электри ков, сантехников, раздевалки и др.).
На первом этаже запроектированы входные вестибю ли, нежилые помещения непроизводственного назначения, кладовые уборочного инвентаря, помещения службы безо пасности, помещения администрации, диспетчерская, кафе, помещения ТП и РП. На 2–6 этажах расположены гости ничные номера.
Классы функциональной пожарной опасности поме щений, входящих в состав здания:
- Ф1.2 – гостиничные номера;
- Ф4.3 – офисные помещения;
- Ф3.2 – помещения кафе;
- Ф5.1 – технические помещения;
- Ф5.2 – автостоянка без технического обслуживания и ремонта автомобилей.
На проектируемом объекте предусматриваются меро приятия по созданию безбарьерной среды для маломобиль ных групп населения (МГН). В соответствии с заданием на проектирование доступ инвалидов в здание предусмотрен:
- на первый подземный этаж автостоянки;
- во входные группы апартаментов и кафе на первом этаже;
- в апартаменты на втором этаже (6 апартаментов).
Полученные расчетные значения относятся только к рассматриваемому объекту и не могут быть перенесены на другие подобные объекты. Результаты расчетов подлежат корректировке при любых изменениях объемно планировочных и конструктивных решений рассматривае мого объекта.
3.2.2. Определение частоты реализации пожароопасных ситуаций
Согласно прил. № 1 к п. 8 Методики для рассматри ваемого здания частота возникновения пожара в течение го да составляет: 4,0 · 10–2 – для подземной автостоянки и бло ка административных помещений; 2,81 · 10–2 – для гости ничной части здания.
3.2.3. Экспертный выбор сценариев пожара
Сценарий № 1
Пожар возникает в помещении подземной автостоянки
(пожарный отсек № 1), расположенном на втором подзем ном уровне, на уровне пола (рис. 125). Месторасположение очага пожара определяет блокирование эвакуационного вы хода В1 и способствует быстрому распространению ОФП с последующим блокированием эвакуационных выходов В2 и В3.
Рис. 125. Расчетная схема первого сценария развития пожара
(горизонтальное сечение на высоте 1,7 м от уровня пола):
В1–В3 – эвакуационные выходы
При проведении расчетов рассматривалось помещение очага пожара. Все двери считались закрытыми. От первич ного очага пламя распространяется на автомобиль. По мере развития пожара пламя переносится на соседний легковой автомобиль.
Сценарий № 2
Пожар возникает в помещении подземной автосто янки (пожарный отсек № 1), расположенном на первом
подземном уровне, на уровне пола (рис. 126). Месторас положение очага пожара определяет блокирование эва куационного выхода В2 и способствует быстрому распро странению ОФП с последующим блокированием эвакуа ционных выходов В1, В3 и В4, а также входов в зоны безопасности МГН ВБ1–ВБ3.
Рис. 126. Расчетная схема второго сценария развития пожара
(горизонтальное сечение на высоте 1,7 м от уровня пола):
В1–В4 эвакуационные выходы;
ВБ1–ВБ3 – вход в зоны безопасности МГН
При проведении расчетов рассматривалось помещение очага пожара. Все двери считались закрытыми. От первич ного очага пламя распространяется на автомобиль. По мере
развития пожара пламя переносится на соседний легковой автомобиль.
Сценарий № 3
Пожар возникает в помещении, расположенном на втором этаже, на уровне пола (рис. 127). Месторасположе ние очага пожара способствует быстрому распространению
ОФП с последующим блокированием эвакуационных выхо дов В1, В2 и входа в зону безопасности МГН ВБ.
Рис. 127. Расчетная схема третьего сценария развития пожара
(горизонтальное сечение на высоте 1,7 м от уровня пола):
В1, В2 – эвакуационные выходы; ВБ – вход в зону безопасности МГН
При проведении расчетов рассматривалось помещение очага пожара и примыкающий поэтажный коридор. Все двери, за исключением помещения очага пожара, считались закрытыми. От первичного очага пламя распространяется по расположенным в непосредственной близости горючим материалам.
Сценарий № 4
Пожар возникает в помещении, расположенном на третьем этаже, на уровне пола (рис. 128). Месторасположе ние очага пожара способствует быстрому распространению
ОФП с последующим блокированием эвакуационных выхо дов В1 и В2.
Рис. 128. Расчетная схема четвертого сценария развития пожара
(горизонтальное сечение на высоте 1,7 м от уровня пола):
В1, В2 – эвакуационные выходы
При проведении расчетов рассматривалось помещение очага пожара и примыкающий поэтажный коридор. Все двери, за исключением помещения очага пожара, считались закрытыми. От первичного очага пламя распространяется по расположенным в непосредственной близости горючим материалам.
При проведении расчетов по распространению опасных факторов пожара учитывалась работа системы удаления дыма при пожаре.
3.2.4. Выбор метода математического моделирования пожара
Согласно прил. № 6 Методики сформулируем матема тическую модель развития пожара.
Для описания термогазодинамических параметров пожа ра применяются три основных группы детерминистических моделей: интегральные, зонные (зональные) и полевые.
Данные модели имеют следующие области применения:
интегральный метод:
для зданий, содержащих развитую систему помеще ний малого объема простой геометрической конфигурации;
для помещений, где характерный размер очага пожара соизмерим с характерными размерами помещения и разме ры помещения соизмеримы между собой (линейные разме ры помещения отличаются не более чем в 5 раз);
для предварительных расчетов с целью выявления наиболее опасного сценария пожара;
зонный (зональный) метод:
для помещений и систем помещений простой геомет рической конфигурации, линейные размеры которых соиз меримы между собой (линейные размеры помещения отли чаются не более чем в 5 раз), 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.);
полевой метод:
для помещений сложной геометрической конфигура ции, а также помещений с большим количеством внутрен них преград (атриумы с системой галерей и примыкающих коридоров, многофункциональные центры со сложной сис темой вертикальных и горизонтальных связей и т. д.);
для помещений, в которых один из геометрических размеров гораздо больше (меньше) остальных (тоннели, за крытые автостоянки большой площади и т. д.);
для иных случаев, когда применимость или информа тивность зонных и интегральных моделей вызывает сомне ние (уникальные сооружения, распространение пожара по фасаду здания, необходимость учета работы систем проти вопожарной защиты, способных качественно изменить кар тину пожара, и т. д.).
Поскольку длина коридора отличается от ширины и вы соты более чем в 5 раз, при проведении расчетов будем ис пользовать полевой метод математического моделирования.
3.2.5. Исходные данные для проведения расчетов по распространению опасных факторов пожара
Согласно прил. № 6 Методики при проведении расче тов рассматриваются три основных вида развития пожара:
круговое распространение пожара по твердой горючей на грузке, линейное распространение пожара по твердой горю чей нагрузке, неустановившееся горение горючей жидкости.
Скорость выгорания для этих случаев определяется формулами:
уд v 2t 2 для кругового распростра нения пожара,
уд 2vtb для линейного распростра нения пожара, (12)
t
уд F для неустановившегося горения ГЖ,
t ст
где уд – удельная скорость выгорания (для жидкостей ус тановившаяся), кг · с–1 · м–2; v – скорость распространения пламени, м/с; b – ширина полосы горючей нагрузки, м;
tст – время стабилизации горения горючей жидкости, с;
F – площадь очага пожара, м2.
Критическое время по каждому из опасных факторов пожара определяется как время достижения этим фактором предельно допустимого значения на путях эвакуации на вы соте 1,7 м от пола.
Предельно допустимые значения по каждому из опас ных факторов пожара составляют:
по повышенной температуре – 70 С;
по тепловому потоку – 1400 Вт/м2;
по потере видимости – 20 м (для случая, когда оба го ризонтальных линейных размера помещения меньше 20 м, предельно допустимое расстояние по потере видимости следует принимать равным наибольшему горизонтальному линейному размеру);
по пониженному содержанию кислорода – 0,226 кг/м3;
по каждому из токсичных газообразных продуктов горения (СО2 – 0,11 кг/м3; СО – 1,16 · 10–3 кг/м3; HCl –
23 · 10–6 кг/м3).
Определяется время блокирования tбл:
п.в Т т.г O т.п tбл min{tкр , tкр , tкр , tкр2 , tкр }.
При проведении расчета по распространению ОФП для сценария № 1 (пожар в помещении подземной автосто янки (пожарный отсек № 1) на втором подземном уровне) исходя из функционального назначения помещения очага пожара данные о низшей теплоте сгорания, линейной ско рости распространения и т. д. в соответствии с табл. 1 име ют следующие физико-химические свойства (стоянки лег ковых автомобилей):
Низшая теплота сгорания, Hc, кДж/кг .............. 31 700,0
Дымообразующая способность, Нп · м2/кг .......... 487,00
Удельная массовая скорость выгорания кг/(м2 · с) ................................................. 0,023
Линейная скорость распространения пламени, v, м/с ........................................................ 0,0068
Удельный расход кислорода кг/кг .......................... 2,640
Выделение газа:
СО2, кг/кг .............................................................. 1,300
СО, кг/кг................................................................ 0,097
НCl, кг/кг .............................................................. 0,011
При проведении расчета по распространению ОФП для сценария № 2 (пожар в помещении подземной автосто янки (пожарный отсек № 1), расположенном на первом под земном уровне, на уровне пола) исходя из функционального назначения помещения очага пожара данные о низшей теп лоте сгорания, линейной скорости распространения и т. д.
в соответствии с табл. 1 имеют следующие физико химические свойства (стоянки легковых автомобилей):
Низшая теплота сгорания, Hc, кДж/кг .............. 31 700,0
Дымообразующая способность, Нп · м2/кг .......... 487,00
Удельная массовая скорость выгорания кг/(м2 · с) ................................................. 0,023
Линейная скорость распространения пламени, v, м/с ........................................................ 0,0068
Удельный расход кислорода кг/кг .......................... 2,640
Выделение газа:
СО2, кг/кг .............................................................. 1,300
СО, кг/кг................................................................ 0,097
НCl, кг/кг .............................................................. 0,011
При проведении расчета по распространению ОФП для сценария № 3 (пожар в помещении, расположенном на втором этаже) исходя из функционального назначения по мещения очага пожара данные о низшей теплоте сгорания,
линейной скорости распространения и т. д. в соответствии с табл. 1 имеют следующие физико-химические свойства
(подсобные и бытовые помещения):
Низшая теплота сгорания, Hc, кДж/кг .............. 14 000,0
Дымообразующая способность, Нп · м2/кг ............ 53,00
Удельная массовая скорость выгорания кг/(м2 · с) ............................................... 0,0129
Линейная скорость распространения пламени, v, м/с ........................................................ 0,0042
Удельный расход кислорода кг/кг .......................... 1,161
Выделение газа:
СО2, кг/кг .............................................................. 0,642
СО, кг/кг.............................................................. 0,0317
НCl, кг/кг
При проведении расчета по распространению ОФП для сценария № 4 (пожар в помещении расположенном на третьем этаже) исходя из функционального назначения по мещения очага пожара данные о низшей теплоте сгорания, линейной скорости распространения и т. д. в соответствии с табл. 1 имеют следующие физико-химические свойства
(подсобные и бытовые помещения):
Низшая теплота сгорания, Hc, кДж/кг .............. 14 000,0
Дымообразующая способность, Нп · м2/кг ............ 53,00
Удельная массовая скорость выгорания кг/(м2 · с) ............................................... 0,0129
Линейная скорость распространения пламени, v, м/с ........................................................ 0,0042
Удельный расход кислорода кг/кг .......................... 1,161
Выделение газа:
СО2, кг/кг .............................................................. 0,642
СО, кг/кг.............................................................. 0,0317
НCl, кг/кг
3.2.6. Описание полевого метода моделирования пожара в здании
Для расчета времени блокирования tбл в соответствии с Методикой [1] был выбран полевой метод моделирования пожара.
Основой для полевых моделей пожаров являются уравнения, выражающие законы сохранения массы, им пульса, энергии и масс компонентов в рассматриваемом ма лом контрольном объеме.
Использованная математическая модель включала в себя следующие основные уравнения:
Уравнение сохранения массы:
t x j
u j 0 .
Уравнение сохранения импульса:
t
ui u j ui p ij gi .
x j xi x j
Для ньютоновских жидкостей, подчиняющихся закону
Стокса, тензор вязких напряжений определяется формулой
u u j 2 uk
ij i .
x j xi 3 xk ij
Уравнение энергии:
R
p h q j
t
x j
h u j h
t x j c p x j x j
,
T где h h0 c p dT (Yk H k ) – статическая энтальпия
T0 k
смеси; Hk – теплота образования k-го компонента;
c p Yk c p, k – теплоемкость смеси при постоянном дав k лении; q Rj – радиационный поток энергии в направлении xj.
Уравнение сохранения химического компонента k:
t
x j
Yk u jYk D Yk Sk .
x j x j
Для замыкания системы уравнений используется уравнение состояния идеального газа. Для смеси газов оно имеет вид
Y p R0T k , k
Mk где R0 – универсальная газовая постоянная; Mk – молярная масса k-го компонента.
3.2.7. Результаты расчета времени блокирования путей эвакуации опасными факторами пожара
Сценарий 1
Очаг пожара находится в помещении подземной авто стоянки (пожарный отсек № 1), расположенном на втором подземном уровне, на уровне пола.
Динамику данного варианта развития пожара можно проиллюстрировать следующими основными моментами:
10 с – продукты горения достигают потолка помеще ния очага пожара и распространяются под ним в радиаль ном направлении;
30 с – на отдельных участках площади помещения дым с концентрацией, превышающей критическое значение, опускается ниже отм. 1,7 м от уровня пола (рис. 129);
110 с – блокируется по признаку потери видимости эвакуационный выход В2 (рис. 130);
150 с – на большей части рассматриваемой площади дым опускается ниже отм. 1,7 м от уровня пола (рис. 131);
200 с – блокируется по признаку потери видимости
эвакуационный выход В3 (рис. 133). Блокирование эвакуа ционных выходов В2 и В3 по признаку повышения темпе ратуры не происходит (рис. 134). Блокирование эвакуаци онных выходов В2 и В3 по признаку превышения концен трации СО и СО2 не происходит (рис. 135, 136). Блокирова ние эвакуационных выходов В2 и В3 по признаку пониже ния концентрации О2 не происходит (рис. 137). Блокируется по признаку превышения концентрации HCl эвакуационный выход В2, блокирование выхода В3 не происходит
(рис. 138).
Из результатов расчета следует, что наиболее опас ным фактором пожара из всех рассмотренных является потеря видимости.
Более подробная информация о времени блокирования отдельных эвакуационных выходов представлена в табл. 18
Таблица 18
Время блокирования tбл ОФП путей эвакуации
Время блокирования, с
Оси
№ Потеря располо выхода СО2 СО НCl T О2 видимо жения сти
В1 Блокирован
В2 > 200 > 200 200 > 200 > 200
В3 > 200 > 200 > 200 > 200 > 200
Рис. 129. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 30 с
Рис. 130. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 110 с
Рис. 131. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 150 с
Рис. 132. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 170 с
Рис. 133. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 200 с
Рис. 134. Поля температуры (К) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 200 с
Рис. 135. Концентрация СО (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 200 с
Рис. 136. Концентрация СО2 (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 200 с
Рис. 137. Концентрация О2 (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 200 с
Рис. 138. Концентрация HCl (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 200 с
Сценарий 2
Очаг пожара находится в помещении подземной авто стоянки (пожарный отсек № 1), расположенном на первом подземном уровне, на уровне пола.
Динамику данного варианта развития пожара можно проиллюстрировать следующими основными моментами:
10 с – продукты горения достигают потолка помеще ния очага пожара и распространяются под ним в радиаль ном направлении;
50 с – на отдельных участках рассматриваемой пло щади дым с концентрацией, превышающей критическое значение, опускается ниже отм. 1,7 м от уровня пола
(рис. 139);
100 с – блокируется по признаку потери видимости эвакуационный выход В1 (рис. 140);
120 с – блокируется по признаку потери видимости вход в зону безопасности МГН ВБ2 (рис. 141);
170 с – блокируется по признаку потери видимости вход в зону безопасности МГН ВБ1 (рис. 142);
230 с – блокируется по признаку потери видимости вход в зону безопасности МГН ВБ3 (рис. 143);
260 с – блокируется по признаку потери видимости эвакуационный выход В3 (рис. 144). Блокируется по при знаку повышения температуры эвакуационный выход В1, а также вход в зону безопасности МГН ВБ2, блокирование выхода В3 и входов ВБ1 и ВБ3 не происходит (рис. 145).
Блокируется по признаку превышения концентрации HCl эвакуационный выход В1, а также входы в зоны безопасно сти МГН ВБ1 и ВБ2, блокирование эвакуационного выхода
В3 и входа в зону безопасности МГН ВБ3 не происходит
(рис. 146);
430 с – блокируется по признаку потери видимости эвакуационный выход В4 (рис. 147). Блокирование эвакуа ционного выхода В4 по признаку повышения температуры не происходит (рис. 148). Блокируется по признаку превы шения концентрации СО эвакуационный выход В1, а также вход в зону безопасности МГН ВБ2, блокирование выходов
В3, В4 и входов в зоны безопасности МГН ВБ1 и ВБ3 не происходит (рис. 149). Блокирование эвакуационных выхо дов В1, В2 и В4, а также входов в зоны безопасности МГН
ВБ1–ВБ3 по признаку превышения концентрации СО2 не происходит (рис. 150). Блокируется по признаку пониже ния концентрации О2 эвакуационный выход В1, а также входы в зоны безопасности МГН ВБ1–ВБ3, блокирование эвакуационных выходов В3 и В4 не происходит (рис. 151).
Блокирование эвакуационного выхода В4 по признаку пре вышения концентрации HCl не происходит (рис. 152).
Из результатов расчета следует, что наиболее опас ным фактором пожара из всех рассмотренных является потеря видимости.
Более подробная информация о времени блокирования отдельных эвакуационных выходов представлена в табл. 19.
Таблица 19
Время блокирования tбл ОФП путей эвакуации
№ Оси Время блокирования, с вы- располо- Потеря
СО2 СО НCl T О2 хода жения видимости
1 > 430 430 260 260 430
2 Блокирован
3 > 430 > 430 > 260 > 260 > 430
4 > 430 > 430 > 430 > 430 > 430
ВБ1 > 430 > 430 260 > 260 430
ВБ2 > 430 430 260 260 430
ВБ3 > 430 > 430 > 260 > 260 430
Рис. 139. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 50 с
Рис. 140. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 100 с
Рис. 141. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 120 с
Рис. 142. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 170 с
Рис. 143. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 230 с
Рис. 144. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сече нии на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 260 с
Рис. 145. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 430 с
Рис. 146. Поля температуры (К) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 260 с
Рис. 147. Поля температуры (К) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 430 с
Рис. 148. Концентрация СО (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 430 с
Рис. 149. Концентрация СО2 (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 430 с
Рис. 150. Концентрация О2 (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 430 с
Рис. 151. Концентрация HCl (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 260 с
Рис. 152. Концентрация HCl (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 430 с
Сценарий 3
Очаг пожара находится в помещении, расположенном на втором этаже, на уровне пола.
Динамику данного варианта развития пожара можно проиллюстрировать следующими основными моментами:
30 с – продукты горения достигают потолка помеще ния очага пожара и распространяются под ним в радиаль ном направлении;
60 с – на большей части площади помещения очага пожара дым опускается ниже отм. 1,7 м от уровня пола
(рис. 153);
100 с – на отдельных участках площади коридора дым опускается ниже отм. 1,7 м от уровня пола (рис. 154);
160 с – блокируются по признаку потери видимости эвакуационные выходы В1 и В2, а также вход в зону безо пасности МГН ВБ (рис. 155). Блокируется по признаку по вышения температуры эвакуационный выход В2 и вход в зону безопасности МГН ВБ, блокирование выхода В1 не происходит (рис. 156). Блокирование эвакуационных вы ходов В1 и В2, а также входа в зону безопасности МГН ВБ по признаку превышения концентрации СО и СО2 не про исходит (рис. 157, 158). Блокируются по признаку пониже ния концентрации О2 эвакуационные выходы В1 и В2, а также вход в зону безопасности МГН ВБ (рис. 159).
Из результатов расчета следует, что наиболее опас ным фактором пожара из всех рассмотренных является потеря видимости.
Более подробная информация о времени блокирования отдельных эвакуационных выходов представлена в табл. 20.
Таблица 20
Время блокирования tбл ОФП путей эвакуации
Оси Время блокирования, с
№ расположе- Потеря выхода СО2 СО НCl T О2 ния видимости
В1 > 160 > 160 – > 160 160
В2 > 160 > 160 – 160 160
ВБ > 160 > 160 – 160 160
Рис. 153. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 60 с
Рис. 154. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 100 с
Рис. 155. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 160 с
Рис. 156. Поля температуры (К) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 160 с
Рис. 157. Концентрация СО (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 160 с
Рис. 158. Концентрация СО2 (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 160 с
Рис. 159. Концентрация О2 (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 160 с
Сценарий 4
Очаг пожара находится в помещении, расположенном на третьем этаже, на уровне пола.
Динамику данного варианта развития пожара можно проиллюстрировать следующими основными моментами:
30 с – продукты горения достигают потолка помеще ния очага пожара и распространяются под ним в радиаль ном направлении;
60 с – на всей площади помещения очага пожара дым опускается ниже отм. 1,7 м от уровня пола (рис. 160);
110 с – на отдельных участках площади коридора дым опускается ниже отм. 1,7 м от уровня пола (рис. 161);
150 с – на большей части рассматриваемой площади дым опускается ниже отм. 1,7 м от уровня пола (рис. 162);
170 с – блокируется по признаку потери видимости эвакуационный выход В1 (рис. 163);
190 с – блокируется по признаку потери видимости эвакуационный выход В2 (рис. 164). Блокируется по при знаку повышения температуры эвакуационный выход В1, блокирование выхода В2 не происходит (рис. 165). Блоки рование эвакуационных выходов В1 и В2 по признаку пре вышения концентрации СО и СО2 не происходит (рис. 166,
167). Блокируется по признаку понижения концентрации О2 эвакуационный выход В1, блокирование выхода В2 не происходит (рис. 168).
Из результатов расчета следует, что наиболее опас ным фактором пожара из всех рассмотренных является потеря видимости.
Более подробная информация о времени блокирования отдельных эвакуационных выходов представлена в табл. 21.
Таблица 21
Время блокирования tбл ОФП путей эвакуации
№ Оси Время блокирования, с вы- располо- Потеря
СО2 СО НCl T О2 хода жения видимости
В1 > 190 > 190 – 190 190
В2 > 190 > 190 – > 190 > 190
Рис. 160. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 60 с
Рис. 161. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 110 с
Рис. 162. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 150 с
Рис. 163. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 170 с
Рис. 164. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 190 с
Рис. 165. Поля температуры (К) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 190 с
Рис. 166. Концентрация СО (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 190 с
Рис. 167. Концентрация СО2 (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 190 с
Рис. 168. Концентрация О2 (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 190 с
3.2.8. Определение расчетного времени эвакуации людей из здания
3.2.8.1. Методика расчета времени эвакуации людей при пожаре
Расчетное время эвакуации людей определяется по математической модели индивидуально-поточного движе ния людей из здания, приведенной в прил. № 3 к Методике.
Расчетное время эвакуации людей из здания устанав ливается по времени выхода из него последнего человека.
Перед началом моделирования процесса эвакуации за дается схема эвакуационных путей в здании. Все эвакуаци онные пути подразделяются на эвакуационные участки длиной a и шириной b. Длина и ширина каждого участка пути эвакуации для проектируемых зданий принимаются по проекту, а для построенных – по фактическому положению.
Длина пути по лестничным маршам измеряется по длине марша. Длина пути в дверном проеме принимается равной нулю. Эвакуационные участки могут быть горизонтальные и наклонные (лестница вниз, лестница вверх и пандус).
За габариты человека в плане принимается эллипс с размерами осей 0,5 и 0,25 м. В случае маломобильных лиц за габариты принимается прямоугольник длиной 1,2 м и шириной 0,8 м. Задаются координаты каждого человека xi – расстояние от центра эллипса до конца эвакуационного уча стка, на котором он находится (рис. 169). Если разность ко ординат некоторых людей, находящихся на эвакуационном участке, составляет менее 0,25 м, то принимается, что люди с этими координатами расположены рядом друг с другом – сбоку один от другого. При этом исходя из габаритов чело века в плане и размеров эвакуационного участка (длина и ширина) для каждого эвакуационного участка определяются максимально возможное количество человек в одном ряду сбоку друг от друга и максимально возможное количество людей на участке.
а
х
b
0 х1 х3 х4 х5 х6 х7 X
Рис. 169. Координатная схема размещения людей на путях эвакуации
Координаты каждого человека xi в начальный момент времени задаются в соответствии со схемой расстановки людей в помещениях (рабочие места, места для зрителей, спальные места и т. п.). В случае отсутствия таких данных, например, для магазинов, выставочных залов и т. п., допус кается размещать людей равномерно по всей площади по мещения с учетом расстановки технологического оборудо вания.
Координата каждого человека в момент времени t оп ределяется по формуле xi(t) = xi(t – Δt) – Vi(t) Δt, (13) где xi(t – Δt) – координата i-го человека в предыдущий мо мент времени, м; Vi(t) – скорость i-го человека в момент времени t, м/с; Δt – промежуток времени, с.
Скорость i-го человека Vi(t) в момент времени t опре деляется по табл. 22 в зависимости от локальной плотности потока Di(t), в котором он движется, и типа эвакуационного участка.
Локальная плотность Di(t) вычисляется по группе, со стоящей из n человек, по формуле
Di(t) = (n(t) –1) f / (bΔx), (14) где n – количество людей в группе, чел.; f – средняя пло щадь горизонтальной проекции человека, м2/м2; b – ширина эвакуационного участка, м; Δx – разность координат по следнего и первого человека в группе, м.
Если в момент времени t координата человека xi(t), оп ределенная по формуле (13), станет отрицательной – это оз начает, что человек достиг границы текущего эвакуацион ного участка и должен перейти на следующий эвакуацион ный участок.
В этом случае координата этого человека на следую щем эвакуационном участке определяется:
xi(t) = [xi(t – dt) – Vi(t) dt] + аj lj, (15)
где xi(t – dt) – координата i-го человека в предыдущий мо мент времени на (j–1) эвакуационном участке, м; Vi(t) – ско рость i-го человека на (j1)-м эвакуационном участке в мо мент времени t, м/с; aj – длина j-го эвакуационного участка, м; lj – координата места слияния j-го и (j1)-го эвакуацион ных участков – расстояние от начала j-го эвакуационного участка до места слияния его с (j1)-м эвакуационным уча стком, м.
Количество людей, переходящих с одного эвакуаци онного участка на другой в единицу времени, определяется пропускной способностью выхода с участка Qj(t):
Qj(t) = qj(t)cjdt / (f60), (16) где qj(t) интенсивность движения на выходе с j-го эвакуа ционного участка в момент времени t, м/мин; cj ширина выхода с j-го эвакуационного участка, м; dt промежуток времени, с; f средняя площадь горизонтальной проекции человека, м2.
Таблица 22
Горизонтальный
Лестница вниз Лестница вверх путь интенсивность q,
Дверной проем, потока D, м2/м2
Интенсивность, q,
Интенсивность q,
Интенсивность q,
Плотность
м · мин–1
Скорость V,
Скорость V,
Скорость V, м · мин–1 м · мин–1
м · мин–1
м · мин–1
м · мин–1
м · мин–1
0,01 100 1 1 100 1 60 0,6
0,05 100 5 5 100 5 60
Окончание табл. 22
Горизонтальный
Лестница вниз Лестница вверх путь
интенсивность q,
Дверной проем, потока D, м2/м2
Интенсивность, q,
Интенсивность q,
Интенсивность q,
Плотность
м · мин–1
Скорость V,
Скорость V,
Скорость V, м · мин–1 м · мин–1
м · мин–1
м · мин–1
м · мин–1
м · мин–1
0,1 80 8 8,7 95 9,5 53 5,3
0,2 60 12 13,4 68 13,6 40
0,3 47 14,1 16,5 52 16,6 32 9,6
0,4 40 16 18,4 40 16 26 10,4
0,5 33 16,5 19,6 31 15,6 22
0,7 23 16,1 18,5 18 12,6 15 10,5
0,8 19 15,2 17,3 13 10,4 13 10,4
0,9 и
15 13,5 8,5 8 7,2 11 9,9 более
Примечание. Табличное значение интенсивности движения в дверном проеме при плотности потока 0,9 и более, равное
8,5 м · мин–1, установлено для дверного проема шириной 1,6 м и более, а при дверном проеме меньшей ширины d интенсивность движения следует определять по формуле q = 2,5 + 3,75d.
Интенсивность движения на выходе с j-го эвакуаци онного участка qj(t) в момент времени t определяется в за висимости от плотности людского потока на этом участке
Dvj(t).
Плотность людского потока на j-м эвакуационном участке Dvj(t) в момент времени t определяется по формуле
Dvj(t) = (Njfdt) / (ajbj), (17) где Nj число людей на j-м эвакуационном участке, чел.; f средняя площадь горизонтальной проекции человека, м2; aj
длина j-го эвакуационного участка, м; bj ширина j-го эвакуационного участка, м; dt промежуток времени, с.
В момент времени t определяется количество людей m с отрицательными координатами xi(t), определенными по формуле (13). Если значение m ≤ Qj(t), то все m человек пе реходят на следующий эвакуационный участок и их коор динаты определяются в соответствии с формулой (15). Если значение m > Qj(t), то количество человек, равное значению
Qj(t), переходят на следующий эвакуационный участок и их координаты определяются в соответствии с формулой (15), а количество человек, равное значению (m – Qj(t)), не пере ходят на следующий эвакуационный участок (остаются на данном эвакуационном участке) и их координатам присваи ваются значения xi(t) = k0,25 + 0,25, где k – номер ряда, в котором будут находиться люди (максимально возможное количество человек в одном ряду сбоку друг от друга для каждого эвакуационного участка определяется перед нача лом расчетов). Таким образом, перед выходом с эвакуаци онного участка возникает скопление людей.
На основании заданных начальных условий (началь ных координат людей, параметров эвакуационных участ ков) определяются плотности людских потоков на путях
эвакуации и пропускные способности выходов с эвакуаци онных участков. Далее, в момент времени t = t + dt, выбира ется направление движения каждого человека и вычисляет ся новая координата каждого человека. После этого снова определяются плотности людских потоков на путях эвакуа ции и пропускные способности выходов. Затем вновь дается приращение по времени dt и определяются новые координа ты людей с учетом наличия ОФП на путях эвакуации в этот момент времени. После этого процесс повторяется. Расчеты проводятся до тех пор, пока все люди не будут эвакуирова ны из здания.
3.2.8.2. Результаты расчета времени эвакуации tp
В соответствии с вышеизложенной методикой созданы алгоритм и вычислительная программа по определению ха рактеристик процесса эвакуации.
Параметры путей эвакуации задавались в соответст вии с проектом.
Количество людей в здании задавалось в соответствии с положениями СП 1.13130.2009.
Расчет эвакуации людей проводился до выхода нару жу из здания (из лестничных клеток, коридоров, холлов и т. п.).
В помещении, имеющем два и более эвакуационных выхода, очаг пожара следует размещать вблизи выхода, имеющего наибольшую пропускную способность. При этом данный выход считается блокированным с первых секунд пожара и при определении расчетного времени эвакуации не учитывается. В помещении с одним эвакуационным вы ходом время блокирования выхода определяется расчетом.
Рассматривается четыре варианта эвакуации людей, соответствующие сценариям пожара, рассмотренным в разд. 3 данной работы.
Вариант 1. Эвакуация из подземной автостоянки
Описание эвакуационного сценария. В данном расчет ном сценарии рассматривался процесс эвакуации людей из
пожарного отсека № 1, расположенного на втором подзем ном уровне. Расчет данного варианта проводился в соответ ствии с первым сценарием развития пожара. Опасные фак торы пожара распространяются в рассматриваемом объеме с последующим блокированием эвакуационных выходов.
Параметры эвакуационных путей и выходов. Для эва куации из рассматриваемой части здания предусмотрено три эвакуационных выхода.
Параметры эвакуационных выходов, принятые в рас чете, приведены в табл. 23.
Таблица 23
Ширина выхода
№ п/п Тип выхода Оси расположения не менее, м
Автостоянка (пожарный отсек № 1)
В1 В лестничную А/Г-А/Д/3-4
0,9 блокирован клетку
В лестничную Б/А-Б/Б/1/3-1/4
В2 0,9 клетку
В лестничную В-Г/9-10
В3 0,9 клетку
Ширина лестничного марша всех эвакуационных ле стничных клеток принималась 1,20 м.
Ширина входа в эвакуационные лестничные клетки принималась 0,9 м.
Ширина выхода из эвакуационных лестничных клеток принималась 1,20 м.
Расчетное количество людей. Количество людей при нималось согласно п. 9.4.7 СП 1.13130.2009 и в пожарном отсеке № 1 составило 59 чел.
Дополнительные условия. При проведении расчетов предполагалось, что один из эвакуационных выходов (В1) блокируется опасными факторами в первые секунды пожа ра. Таким образом, при расчете эвакуации из рассматривае мого помещения данный выход не учитывался.
Направление движения людей. При расчете времени движения людей из рассматриваемого помещения в описа-
нии эвакуационной схемы задавалось наиболее предпочти тельное (наиболее вероятное) направление движения людей к эвакуационным выходам. Предполагалось, что при эва куации из помещения люди движутся в сторону ближайших к ним выходов, за исключением случая, когда ближайший выход блокирован.
Особенности процесса эвакуации. При движении лю дей вблизи выходов продолжительные (более 6 мин) скоп ления людей высокой плотности не образуются.
Движение по лестничным клеткам. Во время движе ния людей по лестничным клеткам продолжительные (бо лее 6 мин) скопления людей высокой плотности не обра зуются.
Время эвакуации людей в выход В2 составляет 45 с.
Время эвакуации людей в выход В3 составляет 30 с.
Вариант 2. Эвакуация из подземной автостоянки
Описание эвакуационного сценария. В данном расчет ном сценарии рассматривался процесс эвакуации людей из
пожарного отсека № 1, расположенного на первом подзем ном уровне. Расчет данного варианта проводился в соответ ствии со вторым сценарием развития пожара. Опасные фак торы пожара распространяются в рассматриваемом объеме с последующим блокированием эвакуационных выходов.
Параметры эвакуационных путей и выходов. Для эва куации из рассматриваемой части здания предусмотрено семь эвакуационных выходов.
Параметры эвакуационных выходов, принятые в рас чете, приведены в табл. 24.
Таблица 24 Оси № Ширина выхода Тип выхода расположе п/п не менее, м ния Автостоянка (пожарный отсек № 1) В1 В лестничную клетку 0,9 В2 В лестничную клетку 0,9 блокирован В3 В лестничную клетку 0,9 В4 В лестничную клетку 0,9 ВБ1 В зону безопасности 1,0 ВБ2 В зону безопасности 1,0 ВБ3 В зону безопасности 1,0
Ширина лестничного марша всех эвакуационных ле стничных клеток принималась 1,20 м.
Ширина входа в эвакуационные лестничные клетки принималась 0,9 м.
Ширина выхода из эвакуационных лестничных клеток принималась 1,20 м.
Расчетное количество людей. Количество людей при нималось согласно п. 9.4.7 СП 1.13130.2009 и в пожарном отсеке № 1 составило 35 чел. Кроме того, согласно проекту в рассматриваемом пожарном отсеке возможно пребывание
6 чел., относящихся к маломобильным группам населения
(МГН) группы мобильности М4.
Дополнительные условия. При проведении расчетов предполагалось, что один из эвакуационных выходов (В2) блокируется опасными факторами в первые секунды пожа ра. Таким образом, при расчете эвакуации из рассматривае мого помещения данный выход не учитывался.
Расстояние от мест, предусмотренных для МГН, до эвакуационных выходов, приспособленных для людей
группы мобильности М4 (ширина дверного проема, пандус и т. д.), составляет не более 15 м.
Направление движения людей. При расчете времени движения людей из рассматриваемых помещений в описа нии эвакуационной схемы задавалось наиболее предпочти тельное (наиболее вероятное) направление движения людей к эвакуационным выходам. Предполагалось, что при эва куации из помещения люди движутся в сторону ближайших к ним выходов, за исключением случая, когда ближайший выход блокирован.
Особенности процесса эвакуации. При движении лю дей вблизи выходов продолжительные (более 6 мин) скоп ления людей высокой плотности не образуются.
Движение по лестничным клеткам. Во время движе ния людей по лестничным клеткам продолжительные (более
6 мин) скопления людей высокой плотности не образуются.
Время эвакуации людей в выход В1 составляет 17 с.
Время эвакуации людей в выход В3 составляет 25 с.
Время эвакуации людей в выход В4 составляет 13 с.
Вариант 3. Эвакуация с 2 по 6 этаж
Описание эвакуационного сценария. В данном расчет ном сценарии рассматривался процесс эвакуации людей со
2-го этажа блока № 2 гостиницы. Расчет данного варианта проводился в соответствии с третьим сценарием развития пожара. Опасные факторы пожара распространяются в по мещении очага пожара, далее начинается распространение опасных факторов пожара в коридоре с последующим бло кированием эвакуационных выходов.
Параметры эвакуационных путей и выходов. Для эва куации из рассматриваемой части здания предусмотрено три эвакуационных выхода.
Параметры эвакуационных выходов, принятые в рас чете, приведены в табл. 25. Таблица 25 Оси Ширина выхода № п/п Тип выхода расположения не менее, м 2-й этаж гостиницы (блок № 2) В1 В лестничную клетку 0,9 В2 В коридор 0,9 ВБ1 В зону безопасности 1,0
Ширина лестничного марша всех эвакуационных ле стничных клеток принималась 1,20 м.
Ширина входа в эвакуационные лестничные клетки принималась 0,9 м.
Ширина выхода из эвакуационных лестничных клеток принималась 1,20 м.
Расчетное количество людей. Количество людей при нималось из расчета количества и вместимости гостинич ных номеров и в блоке № 2 составило 8 чел. Кроме того, со гласно исходным данным в рассматриваемом пожарном от секе возможно пребывание 4 чел., относящихся к маломо бильным группам населения (МГН) группы мобильно сти М4.
Дополнительные условия. В связи с тем, что подав ляющее число людей, находящихся на 2-м этаже здания, от носятся к МГН групп мобильности М2–М4, при определе нии расчетного времени эвакуации людей при пожаре при нималось, что скорость движения людей, находящихся на 2-м этаже здания, составляет 30 м/мин.
Расстояние от номеров, предусмотренных для рас сматриваемой группы МГН, до эвакуационных выходов,
приспособленных для МГН группы мобильности М4 (ши рина дверного проема, пандус и т. д.), не превышает 15 м.
Направление движения людей. При расчете времени движения людей из рассматриваемых помещений в описа нии эвакуационной схемы задавалось наиболее предпочти тельное (наиболее вероятное) направление движения людей к эвакуационным выходам. Предполагалось, что при эва куации из помещения люди движутся в сторону ближайших к ним выходов, за исключением случая, когда ближайший выход блокирован.
Особенности процесса эвакуации. При движении лю дей вблизи выходов продолжительные (более 6 мин) скоп ления людей высокой плотности не образуются.
Движение по лестничным клеткам. Во время движе ния людей по лестничным клеткам продолжительные (более
6 мин) скопления людей высокой плотности не образуются.
Время эвакуации людей с этажа составляет 43 с.
Время эвакуации всех людей наружу составляет 188 с.
Вариант 4. Эвакуация с 2 по 6 этаж
Описание эвакуационного сценария. В данном расчет ном сценарии рассматривался процесс эвакуации людей с 3-го этажа здания блока № 3 гостиницы. Расчет данного варианта проводился в соответствии с четвертым сценарием
развития пожара. Опасные факторы пожара распространя ются в помещении очага пожара, далее начинается распро странение опасных факторов пожара в коридоре с после дующим блокированием эвакуационных выходов.
Параметры эвакуационных путей и выходов. Для эва куации из рассматриваемой части здания предусмотрено два эвакуационных выхода.
Параметры эвакуационных выходов, принятых в рас чете, приведены в табл. 26.
Таблица 26
№ Оси Ширина выхода
Тип выхода п/п расположения не менее, м
3-й этаж гостиницы (блок № 3)
В1 В лестничную клетку 0,9
В2 В лестничную клетку 0,9
Ширина лестничного марша всех эвакуационных ле стничных клеток принималась 1,20 м.
Ширина входа в эвакуационные лестничные клетки принималась 0,9 м.
Ширина выхода из эвакуационных лестничных клеток принималась 1,20 м.
Расчетное количество людей. Количество людей при нималось из расчета количества и вместимости гостинич ных номеров и в блоке № 3 составило 86 чел. В рассматри ваемой части здания количество людей составило 18 чел.
Дополнительные условия. В рассматриваемом блоке пребывание МГН не предусмотрено.
Направление движения людей. При расчете времени движения людей из рассматриваемых помещений в описа нии эвакуационной схемы задавалось наиболее предпочти тельное (наиболее вероятное) направление движения людей к эвакуационным выходам. Предполагалось, что при эва куации из помещения люди движутся в сторону ближайших к ним выходов, за исключением случая, когда ближайший выход блокирован.
Особенности процесса эвакуации. При движении лю дей вблизи выходов продолжительные (более 6 мин) скоп ления людей высокой плотности не образуются.
Движение по лестничным клеткам. Во время движе ния людей по лестничным клеткам продолжительные (более
6 мин) скопления людей высокой плотности не образуются.
Время эвакуации всех людей наружу составляет 73 с.
Время эвакуации людей в выход В1 составляет 12 с.
Время эвакуации людей в выход В2 составляет 14 с.
Характеристики процесса эвакуации представлены на рис. 170–178.
Рис. 170. Динамика эвакуации людей (вариант 1):
▬ – в выход В2; ▬ – в выход В3
Рис. 171. Динамика эвакуации людей (вариант 2):
▬ – в выход В1; ▬ – в выход В3; ▬ – в выход В4
Рис. 172. Динамика эвакуации людей с этажа (вариант 3)
Рис. 173. Динамика эвакуации людей (вариант 4):
▬ – в выход В1; ▬ – в выход В2
Рис. 174. Динамика эвакуации людей из здания наружу (вариант 4)
40
Время, с
Рис. 175. Плотность людского потока на путях эвакуации (вариант 1):
▬ – перед выходом В3; ▬ – перед выходом В2
Время, с
Рис. 176. Плотность людского потока на путях эвакуации (вариант 2):
▬ – перед выходом В1; ▬ – перед выходом В3; ▬ – перед выходом В4
50
Время, с
Рис. 177. Плотность людского потока на путях эвакуации (вариант 3):
▬ – перед выходом В1; ▬ – перед выходом В2
12 13 14 15
Время, с
Рис. 178. Плотность людского потока на путях эвакуации (вариант 4):
▬ – перед выходом В1; ▬ – перед выходом В2
Анализ результатов расчетов показывает, что на путях
эвакуации не возникают продолжительные скопления (бо лее 6 мин) людей с критическими плотностями людских по токов, и эвакуация людей осуществляется до момента бло кирования эвакуационных выходов опасными факторами пожара. Время эвакуации людей из здания определяется в основном пропускной способностью путей эвакуации, в частности шириной выходов в лестничные клетки и ши риной маршей лестничных клеток.
3.2.8.3. Оценка последствий воздействия опасных факторов пожара на людей для различных сценариев его развития
Вероятность эвакуации людей из здания при пожаре
Рэ рассчитывают по формуле (3) Методики. В табл. 27 при ведены значения параметров, необходимых для расчета Pэ для различных частей здания. Во 2-м столбце табл. 27 при ведено время блокирования соответствующего выхода или помещения в случае пожара tбл (согласно Методике, крити ческое время по каждому из опасных факторов пожара оп ределяется как время достижения этим фактором предельно допустимого значения на путях эвакуации), в 3-м столбце – необходимое время эвакуации людей 0,8tбл, в 4-м столбце – расчетное время эвакуации людей из соответствующей зоны tр. В 5-м столбце приведено время начала эвакуации tнэ, оп ределенное в соответствии с п. 1 прил. № 5 к Методике.
В 6-м столбце приведено максимальное время существова ния скоплений людей на различных эвакуационных участ ках tск, определенное на основе п. 3.2.8. и рис. 170–178.
В 7-м столбце приведено рассчитанное значение вероятно сти эвакуации людей из здания Pэ.
Таблица 27
Определение вероятности эвакуации людей из здания
Пути эвакуации tбл, с 0,8tбл, с tр, с tнэ, с tск, с Pэ
1 2 3 4 5 6
Вариант 1 110 88 45 24 < 360 0,999
Вариант 2 100 80 25 22 < 360 0,999
Вариант 3 160 128 43 120 < 360
Вариант 4 170 136 14 120 < 360 0,999
3.2.8.4. Определение величины индивидуального пожарного риска
В соответствии с расчетными зависимостями, приве денными в разделе, а также учитывая полученные в п. 3.2.8.3 значения вероятности эвакуации Рэ, рассчитаем значения индивидуального пожарного риска для каждого расчетного сценария.
Сценарий № 1
Пожар возникает в помещении подземной автостоянки
(пожарный отсек № 1), расположенном на втором подземном уровне.
Расчетная величина индивидуального пожарного риска
Qв1 для 1-го сценария пожара рассчитывается по формуле (2).
Частота возникновения пожара в здании Qп1 опреде ляется на основании статистических данных по прил. № 1 к Методике [1] и для автостоянки составляет 4 10–2.
Коэффициент, учитывающий соответствие установок автоматического пожаротушения требованиям норматив ных документов по пожарной безопасности, Кап1 = 0,9.
Вероятность присутствия людей в здании определяет ся на основе времени нахождения людей в здании в течение суток и составляет 12 ч. Следовательно, Рпр1 = 0,5.
Значение вероятности эвакуации людей Рэ1 = 0,999
(табл. 27).
Коэффициент, учитывающий соответствие системы противопожарной защиты Кп.зi, направленной на обеспече ние безопасной эвакуации людей при пожаре, требованиям нормативных документов по пожарной безопасности, опре деляется по формуле (4). При этом Кобн = 0,8; КСОУЭ = 0,8;
КПДЗ = 0,8. Следовательно, Кп.з1 = 0,8704.
Подставляя полученные значения в формулу (2), по лучаем Qв1 = 0,259 10–6.
Сценарий № 2
Пожар возникает в помещении подземной автостоянки
(пожарный отсек № 1), расположенном на первом подземном уровне.
Расчетная величина индивидуального пожарного рис ка Qв2 для 2-го сценария пожара рассчитывается по форму ле (2).
Частота возникновения пожара в здании Qп2 определя ется на основании статистических данных по прил. № 1 к Методике [1] и для автостоянки составляет 4 10–2.
Коэффициент, учитывающий соответствие установок автоматического пожаротушения требованиям норматив ных документов по пожарной безопасности, Кап2 = 0,9.
Вероятность присутствия людей в здании определяет ся на основе времени нахождения людей в здании в течение суток и составляет 12 ч. Следовательно, Рпр2 = 0,5.
Значение вероятности эвакуации людей Рэ2 = 0,999
(табл. 27).
Коэффициент, учитывающий соответствие системы противопожарной защиты Кп.зi, направленной на обеспече ние безопасной эвакуации людей при пожаре, требованиям
нормативных документов по пожарной безопасности, опре деляется по формуле (4). При этом Кобн = 0,8; КСОУЭ = 0,8;
КПДЗ = 0,8. Следовательно, Кп.з2 = 0,8704.
Подставляя полученные значения в формулу (2), по лучаем Qв2 = 0,259 10–6.
Сценарий № 3
Пожар возникает в помещении, расположенном на втором этаже блока № 2.
Расчетная величина индивидуального пожарного риска
Qв3 для 3-го сценария пожара рассчитывается по формуле (2).
Частота возникновения пожара в здании Qп3 определя ется на основании статистических данных по прил. № 1 к Методике [1] и для гостиницы составляет 2,81 10–2.
Коэффициент, учитывающий соответствие установок автоматического пожаротушения требованиям норматив ных документов по пожарной безопасности, Кап3 = 0,9.
Вероятность присутствия людей в здании определяет ся на основе времени нахождения людей в здании в течение суток и составляет 24 ч. Следовательно, Рпр3 = 1.
Значение вероятности эвакуации людей Рэ3 = 0
(табл. 27).
Коэффициент, учитывающий соответствие системы противопожарной защиты Кп.зi, направленной на обеспече ние безопасной эвакуации людей при пожаре, требованиям нормативных документов по пожарной безопасности, опре деляется по формуле (4). При этом Кобн = 0,8; КСОУЭ = 0,8;
КПДЗ = 0,8. Следовательно, Кп.з3 = 0,8704.
Подставляя полученные значения в формулу (2), по лучаем Qв3 = 0,364 10–3.
Сценарий № 4
Пожар возникает в помещении, расположенном на третьем этаже блока № 3.
Расчетная величина индивидуального пожарного риска Qв4 для 4-го сценария пожара рассчитывается по формуле (2).
Частота возникновения пожара в здании Qп4 определя ется на основании статистических данных по прил. № 1 к Методике [1] и для гостиницы составляет 2,81 10–2.
Коэффициент, учитывающий соответствие установок автоматического пожаротушения требованиям норматив ных документов по пожарной безопасности, Кап4 = 0,9.
Вероятность присутствия людей в здании определяет ся на основе времени нахождения людей в здании в течение суток и составляет 24 ч. Следовательно, Рпр4 = 1.
Значение вероятности эвакуации людей Рэ4 = 0,999
(табл. 27).
Коэффициент, учитывающий соответствие системы противопожарной защиты Кп.зi, направленной на обеспече ние безопасной эвакуации людей при пожаре, требованиям нормативных документов по пожарной безопасности, опре деляется по формуле (4). При этом Кобн = 0,8; КСОУЭ = 0,8;
КПДЗ = 0,8. Следовательно, Кп.з4 = 0,8704.
Подставляя полученные значения в формулу (2), по лучаем Qв4 = 0,364 10–6.
Расчетная величина пожарного риска в здании, соору жении или строении определяется как максимальное значе ние пожарного риска из рассмотренных сценариев пожара:
Qв = max{Qв1,…, Qвi,…, Qвn}.
Таким образом, Qв = Qв3 = 0,364 10–3> Qвн = 10–6 и со отношение (1) не выполняется.
Расчетное значение индивидуального пожарного рис ка превышает нормативное, следовательно, пожарный риск превышает допустимое значение (безопасность людей не обеспечивается).
3.2.9. Разработка дополнительных противопожарных мероприятий
В результате расчета пожарного риска было установ лено, что для расчетного сценария № 3 значение пожарного риска превышает допустимое значение, установленное Фе деральным законом от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ «Техниче ский регламент о требованиях пожарной безопасности».
На основании вышеуказанного, согласно п. 21 Мето дики [1] необходимо предусмотреть дополнительные про тивопожарные мероприятия, направленные на обеспечение безопасной эвакуации людей при пожаре.
В результате анализа полученных результатов рас четного сценария в качестве дополнительных мероприя тий предложено:
1. Здание оборудовать системой оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре (СОУЭ), реализующей поэтапную эвакуацию людей.
2. Исключить размещение горючей нагрузки в поме щении, расположенном на втором этаже в осях А/Г-А/Д/3-4.
3. В гостиничных номерах № 202/2, 201/2 не преду сматривать размещение людей, относящихся к МГН.
4. Не предусматривать размещение МГН группы мо бильности М2 в номере № 208/2.
5. Предусмотреть в коридоре второго этажа здания систему удаления продуктов горения при пожаре с расхо дом не менее 15 тыс. м3/ч.
3.2.9.1. Результаты расчета времени блокирования путей эвакуации опасными факторами пожара с учетом реализации дополнительных противопожарных мероприятий
Сценарий 5 (с учетом реализации указанных допол нительных противопожарных мероприятий)
Очаг пожара находится в помещении, расположенном на втором этаже, на уровне пола.
При проведении расчетов по распространению опасных факторов пожара учитывалась работа системы удаления дыма при пожаре.
Динамику данного варианта развития пожара можно проиллюстрировать следующими основными моментами:
30 с – продукты горения достигают потолка помеще ния очага пожара и распространяются под ним в радиаль ном направлении;
60 с – на большей части площади помещения очага пожара дым опускается ниже отм. 1,7 м от уровня пола
(рис. 179);
100 с – на отдельных участках площади коридора дым опускается ниже отм. 1,7 м от уровня пола (рис. 180);
170 с – блокируется по признаку потери видимости эвакуационный выход В2, а также вход в зону безопасности
МГН ВБ (рис. 181);
180 с – блокируется по признаку потери видимости эвакуационный выход В1 (рис. 182). Блокируются по при знаку повышения температуры эвакуационные выходы В1 и
В2, а также вход в зону безопасности МГН ВБ (рис. 183).
Блокирование эвакуационных выходов В1 и В2, а также
входа в зону безопасности МГН ВБ по признаку превыше ния концентрации СО и СО2 не происходит (рис. 184, 185).
Блокируются по признаку понижения концентрации О2 эва куационные выходы В1 и В2, а также вход в зону безопас ности МГН ВБ (рис. 186).
Из результатов расчета следует, что наиболее опас ным фактором пожара из всех рассмотренных является потеря видимости.
Более подробная информация о времени блокирования отдельных эвакуационных выходов представлена в табл. 28.
Таблица 28
Время блокирования tбл ОФП путей эвакуации
Оси Время блокирования, с
№ распо- Потеря выхода ложе- СО2 СО НCl T О2 видимо ния сти
В1 > 180 > 180 – 180 180
В2 > 180 > 180 – 180 180
ВБ > 180 > 180 – 180 180
Рис. 179. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 60 с
Рис. 180. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 100 с
Рис. 181. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 170 с
Рис. 182. Оптическая плотность дыма (Нп/м) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 180 с
Рис. 183. Поля температуры (К) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 180 с
Рис. 184. Концентрация СО (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 180 с
Рис. 185. Концентрация СО2 (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 180 с
Рис. 186. Концентрация О2 (кг/м3) в горизонтальном сечении на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 180 с
3.2.9.2. Расчет времени эвакуации людей для сценариев № 5 и 6 при выполнении дополнительных мероприятий
Вариант 5. Эвакуация со 2 этажа
Описание эвакуационного сценария. В данном расчет ном сценарии рассматривался процесс эвакуации людей со
2-го этажа блока № 2 гостиницы. Расчет данного варианта проводился в соответствии с пятым сценарием развития пожара. Опасные факторы пожара распространяются в по мещении очага пожара, далее начинается распространение опасных факторов пожара в коридоре с последующим бло кированием эвакуационных выходов.
Параметры эвакуационных путей и выходов. Для эва куации из рассматриваемой части здания предусмотрено три эвакуационных выхода.
Параметры эвакуационных выходов, принятые в рас чете, приведены в табл. 29.
Таблица 29 Оси Ширина выхода № п/п Тип выхода расположения не менее, м 2-й этаж гостиницы (блок № 2) В1 В лестничную клетку 0,9 В2 В коридор 0,9 ВБ В зону безопасности 1,0
Ширина лестничного марша всех эвакуационных ле стничных клеток принималась 1,20 м.
Ширина входа в эвакуационные лестничные клетки принималась 0,9 м.
Ширина выхода из эвакуационных лестничных клеток принималась 1,20 м.
Расчетное количество людей. Количество людей при нималось из расчета количества и вместимости гостинич ных номеров и в рассматриваемой части здания составило
8 чел. Кроме того, согласно проекту, в рассматриваемой части здания возможно пребывание 2 чел., относящихся к маломобильным группам населения (МГН) группы мо бильности М4.
Дополнительные условия. Расстояние от номеров, пре дусмотренных для рассматриваемой группы МГН, до эва куационных выходов, приспособленных для МГН группы мобильности М4 (ширина дверного проема, пандус и т. д.), не превышает 15 м.
Направление движения людей. При расчете времени движения людей из рассматриваемых помещений в описа нии эвакуационной схемы задавалось наиболее предпочти тельное (наиболее вероятное) направление движения людей к эвакуационным выходам. Предполагалось, что при эва куации из помещения люди движутся в сторону ближайших
к ним выходов, за исключением случая, когда ближайший выход блокирован.
Особенности процесса эвакуации. При движении лю дей вблизи выходов продолжительные (более 6 мин) скоп ления людей высокой плотности не образуются.
Движение по лестничным клеткам. Во время движе ния людей по лестничным клеткам продолжительные (более
6 мин) скопления людей высокой плотности не образуются.
Время эвакуации людей в выход В1 составляет 13 с.
Характеристики процесса эвакуации представлены на рис. 187 и 188.
Рис. 187. Динамика эвакуации людей (вариант 5):
▬ – в выход В1
12 13 14
Время
Рис. 188. Плотность людского потока на путях эвакуации (вариант 5):
▬ – перед выходом В1
Анализ результатов расчетов показывает, что на путях
эвакуации не возникают продолжительные скопления (бо лее 6 мин) людей с критическими плотностями людских по токов, и эвакуация людей осуществляется до момента бло кирования эвакуационных выходов опасными факторами пожара. Время эвакуации людей из здания определяется в основном пропускной способностью путей эвакуации, в частности, шириной выходов в лестничные клетки и ши риной маршей лестничных клеток.
3.2.9.3. Определение вероятности эвакуации людей из здания при пожаре Рэ
Вероятность эвакуации людей из здания при пожа ре Рэ рассчитывают по формуле (4). В табл. 30 приведены значения параметров, необходимых для расчета Pэ для раз-
личных частей здания. Во 2-м столбце таблицы приведено время блокирования соответствующего выхода или поме щения в случае пожара tбл (согласно Методике, критическое
время по каждому из опасных факторов пожара определяет ся как время достижения этим фактором предельно допус тимого значения на путях эвакуации), в 3-м столбце – необ ходимое время эвакуации людей 0,8tбл, в 4-м столбце – рас четное время эвакуации людей из соответствующей зоны tр.
В 5-м столбце приведено время начала эвакуации tнэ, опре деленное в соответствии с п. 1 прил. № 5 к Методике [1].
В 6-м столбце приведено максимальное время существова ния скоплений людей на различных эвакуационных участ ках tск. В 7-м столбце приведено рассчитанное значение ве роятности эвакуации людей из здания Pэ.
Таблица 30
Определение вероятности эвакуации людей из здания
Пути эвакуации tбл, с 0,8tбл, с tр , с tнэ, с tск, с Pэ
1 2 3 4 5 6
Вариант 5 180 144 13 120 < 360 0,999
3.2.9.4. Определение величины индивидуального пожарного риска с учетом реализации дополнительных мероприятий
В соответствии с расчетными зависимостями, приве денными в п. 3.2.8.3, а также учитывая полученное в п.
3.2.9.3 значение вероятности эвакуации Рэ, рассчитаем зна чения индивидуального пожарного риска для каждого рас четного сценария.
Сценарий № 5
Пожар возникает в помещении, расположенном на втором этаже блока № 2.
Расчетная величина индивидуального пожарного риска
Qв5 для 5-го сценария пожара рассчитывается по формуле (2).
Частота возникновения пожара в здании Qп5 определя ется на основании статистических данных по прил. № 1 к Методике [1] и для гостиницы составляет 2,81 10–2.
Коэффициент, учитывающий соответствие установок автоматического пожаротушения требованиям норматив ных документов по пожарной безопасности, Кап5 = 0,9.
Вероятность присутствия людей в здании определяет ся на основе времени нахождения людей в здании в течение суток и составляет 24 ч. Следовательно, Рпр5 = 1.
Значение вероятности эвакуации людей Рэ5 = 0,999
(табл. 30).
Коэффициент, учитывающий соответствие системы противопожарной защиты Кп.зi, направленной на обеспече ние безопасной эвакуации людей при пожаре, требованиям нормативных документов по пожарной безопасности, опре деляется по формуле (4). При этом Кобн = 0,8; КСОУЭ = 0,8;
КПДЗ = 0,8. Следовательно, Кп.з5 = 0,8704.
Подставляя полученные значения в формулу (2), по лучаем Qв5 = 0,364 10–6.
Расчетная величина пожарного риска в здании, соору жении или строении определяется как максимальное значе ние пожарного риска из рассмотренных сценариев пожара:
Qв = max{Qв1,…, Qвi,…, Qвn}.
н
Таким образом, Qв = Qв5 = 0,364 10–6 < Qв = 10–6 и соотношение (2) выполняется.
Расчетное значение индивидуального пожарного рис ка не превышает нормативное, следовательно, пожарный риск не превышает допустимое значение (безопасность лю дей обеспечивается).
Выводы
На основании проведенных расчетов установлено, что пожарный риск для объекта «Здание гостиницы» по адресу г. Москва, ул. Нагорная, вл. 33 не превышает допустимого значения, установленного Федеральным законом от 22 июля
2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», при условии реализации дополни тельных мероприятий, приведенных в п. 3.2.9 настоящей работы.
Вывод справедлив для исходных данных, представ ленных в расчете (объемно-планировочные и архитектур ные решения, количество людей и т. д.). При изменении ис ходных данных расчет пожарного риска должен быть про веден повторно.
Исполнитель 1
Исполнитель 2
Исполнитель 3
3.3. Пример определения расчетного времени эвакуации людей для здания класса функциональной пожарной опасности Ф4.3 с использованием имитационно-стохастической модели движения людских потоков
3.3.1. Описание модели
Множество людей, одновременно идущих в одном на правлении по общим участкам пути, образуют людской по ток. Участками формирования людских потоков в помеще ниях следует принимать проходы между оборудованием.
Для последующих участков эвакуационных путей они пред ставляют собой первичные источники людских потоков.
Распределение Ni человек на участках формирования, имеющих ширину bi и длину li, принимается равномерным.
Поэтому в начальный момент t0 на каждом элементарном участке Δli, занимаемом потоком, плотность потока Dit0, чел./м2, определяется по формуле
Dit0 = Nit0 / bi Δli. (18)
При дальнейшем движении людских потоков из пер вичных источников по общим участкам пути происходит их слияние. Образуется общий поток, части которого имеют
различную плотность. Происходит выравнивание плотно стей различных частей людского потока – его переформи рование. Следует учитывать, что его головная часть, имею щая перед собой свободный путь, растекается – люди стре мятся идти свободно при плотности D0. За интервал време ни Δt часть людей переходит с этих элементарных участков на последующие и происходит изменение состояния люд ского потока, его движение.
Скорость движения людского потока при плотности Di на i-м отрезке участка пути k-го вида следует считать слу чайной величиной VD,k, имеющей числовые характеристики:
математическое ожидание (среднее значение):
VD,k = V0,k (1–akln Di / D0,k) m при Di > D0,k ,
VD,k = V0,k при Di ≤ D0,k; (19) среднее квадратичное отклонение:
σ(VD,k) = σ(V0,k) (1–akln Di/D0,k), (20)
где V0,k и σ(V0,k) – математическое ожидание скорости сво бодного движения людей в потоке (при Di ≤ D0,k) и ее сред нее квадратичное отклонение, м/мин; D0,k – предельное зна чение плотности людского потока, до достижения которого возможно свободное движение людей по k-му виду пути
(плотность не влияет на скорость движения людей); ak – ко эффициент адаптации людей к изменениям плотности пото ка при движении по k-му виду пути; Di – значение плотно-
сти людского потока на i-м отрезке (∆l) участка пути шири ной bi, чел./м2; m – коэффициент влияния проема.
Значения перечисленных параметров следует прини мать по табл. 31.
Таблица 31
V0,k, σ(V0,k), D0,k,
Вид пути k ak m м/мин м/мин чел./м2
Горизонтальный 100 5 0,51 0,295 в здании
Горизонтальный 100 5 0,70 0,407 вне здания
Проем* 100 5 0,65 0,295 1,25–0,05D при D 5
Лестница вниз 80 5 0,89 0,400
Лестница вверх 50 5 0,67 0,305
* При D = 9 чел./м2 значения qi = Vi D0,k определяются по формуле qi = 10 (3,75 + 2,5bi), м/мин.
При любом возможном значении Vt0 люди в количест t0 ве Νi , находящиеся в момент t0 на i-м элементарном участ ке, двигаются по нему и начинают переходить на следую щий участок (i + 1) (рис. 189). На участок i в свою очередь переходит часть людей с предыдущего (i–1) элементарного участка и из источника j.
По прошествии времени ∆t к моменту ti = t0 + ∆t только часть людей Νt0i,i+1 с участка i успеет перейти на участок
(i + 1). К этому моменту времени из Νit0 людей, бывших на участке i в момент t0, останется (Νit0 – Νt0i,i+1) людей. Их число пополняется за счет людей, успевших за этот интер вал времени перейти на него с предыдущего участка – Νt0i–1,i и из источника Nt0j,i. Тогда плотность потока на участке i в момент t1 будет равна
D it1= (Νi t0 – Νt0i,i+1 + Νt0i–1,i + N t0 j,i) / bi l. (21)
Скорость движения людей, оказавшихся на участке i в момент t1, определяется по формуле
Vi t1 = V0,k (1 – ak ln Di t/ D0,k). (22)
Рис. 189. Изменения состояния потока в последовательные моменты времени
Следует учитывать, что изменение плотности потока на каждом участке в различные моменты времени отражает процесс переформирования различных частей потока, и как частный случай, процесс растекания потока.
Изменение плотности потока на каждом из элементар ных участков в последовательные моменты времени зависит от количества людей, переходящих через границы участков.
В общем случае количество людей, переходящих за интер вал времени ∆t с участка i на последующий участок i + 1, составляет:
t t
Ni,1i 1 Di 0 bi lVперt . (23)
Скорость перехода Vпер через границы смежных эле ментарных участков следует принимать, руководствуясь следующими формулами:
V t0 , если Dt0 D при max V
i i 1 Di, k D qmax,
Vпер (24) t t
Vi01, если Di 0 1 D при max VDi, k D qmax.
Следует учитывать, что в тот момент времени tn, когда плотность потока на участке i достигла максимальной вели чины, на этот участок не может прийти ни один человек, ни с предшествующего участка, ни из источника. В результате перед участком i задерживается соответственно ΔNtni–1 и
ΔNtnj,i людей. В следующий момент времени tn+1 часть лю дей с участка i переходит на участок i + 1, плотность люд ского потока на нем уменьшится, и часть скопившихся пе ред его границей людей сможет перейти на него. Доля их участия в пополнении людьми участка i в момент tn+1 опре деляется формулой
t ,t t ,t t ,t t ,t t ,t
N i n1 n 1 / N jn n 1 Di n1 n 1 Vi n1 n 1 bi 1 / D jn n 1 t ,t
V j n n 1 b j . (25)
Формулы (21)–(25) полностью описывают состояние людского потока на элементарных участках и их переходы в последовательные моменты времени. Совокупность значений расчетного времени эвакуации, полученных при различных значениях V0,k, формирует эмпирическое распре деление вероятностей значений Σtр.
3.3.2. Краткая характеристика объекта
Трехэтажное офисное здание проектируется с разме рами в плане 24 х 42 м. Высота этажа – 3,4 м. В здании пре дусмотрены лестничные клетки типа Л1 с шириной марша
1,5 м (ширина входа в лестничную клетку из коридора
1,0 м, выхода наружу – 1,5 м). Ширина выходов из помеще ний – 0,8 м, ширина коридоров – 1,2–1,8 м.
Количество людей в помещениях в соответствии с СП 1.13130.2009 принимается из расчета 6 м2/чел., из по мещения обеденного зала на 1-м этаже в соответствии с техническим заданием из расчета 3 м2/чел. (с округлением в большую сторону до целого числа).
Группа мобильности эвакуирующихся М1. Площадь горизонтальной проекции людей принималась равной
0,125 м2 (взрослый человек в зимней одежде).
Для расчетов применялась имитационно-стоха стическая модель, использованная в режиме детерми нированного моделирования.
3.3.3. Составление расчетной схемы эвакуации
Расчетная схема эвакуации представляет собой от дельно выполненную или нанесенную на план здания схе му, на которой отражены количество людей на начальных участках, направление их движения и геометрические раз меры участков пути. При использовании современных рас четных программных комплексов, расчетная схема, как правило, составляется автоматически на основе исходных данных, введенных пользователем: количество людей и на правления их движения (рис. 190–192). В соответствии с требованиями методики один выход с этажа блокируется.
В рассматриваемом примере блокируется выход в осях
1-2/Б-В, так как в случае его функционирования через него будет эвакуироваться большее количество людей, чем через выход с этажа в осях 6-7/А-Б. В таком случае ЛК 1 будет испытывать максимальные нагрузки.
Пример составления расчетной схемы эвакуации при использовании других моделей для расчета, например, уп рощенно-аналитической, приведен на рис. П5.2 Методики.
Рис. 190. Расчетная схема эвакуации с 1-го этажа
Рис. 191. Расчетная схема эвакуации с 2-го этажа
Рис. 192. Расчетная схема эвакуации с 3-го этажа
3.3.4. Выбор мест размещения контрольных точек
Контрольная точка представляет собой координату на пути движения, в которой фиксируются интересующие рас четчика параметры людского потока. Выделяются следую щие критерии расстановки контрольных точек в модели.
Критерий № 1. Размещение точек в соответствии с ха рактерными этапами эвакуации. Этап 1 – эвакуация в пре делах помещения; этап 2 – в пределах этажа; этап 3 – по ле стнице либо лестничной клетке.
Критерий № 2. Размещение точек в местах изменения
(сужение) ширины участка либо в местах перехода на дру гой тип участка пути (например, с горизонтального в двер ной проем). В рассматриваемом примере изменение типа пути совпадает с завершением 2-го этапа эвакуации, поэто му контрольная точка размещена у выхода из коридора.
Скачкообразное изменение параметров людского по тока происходит в местах слияния людских потоков, выхо дящих с этажа и спускающихся с вышерасположенных эта жей. В связи с этим контрольные точки размещены на лест ничных площадках на уровне этажей.
Выход людей из лестничной клетки наружу означает завершение эвакуации людей из здания, поэтому и в этом месте следует размещать контрольную точку.
Таким образом, в рассматриваемом примере выбраны следующие места размещения контрольных точек:
1) на выходе людей с этажей;
2) на лестничной площадке на уровне этажей;
3) на выходе из лестничной клетки наружу;
4) у выходов с 1-го этажа.
3.3.5. Результаты расчета
Время эвакуации из помещений здания составляет: от
0,06 мин (кладовая) до 0,91 мин (обеденный зал).
Расчетное время эвакуации людей с этажей здания
(через ЛК 1) составляет:
- для 3-го этажа – 2,24 мин;
- для 2-го этажа – 1,10 мин.
Расчетное время эвакуации людей с лестничной пло щадки на уровне этажей:
- на уровне 3-го этажа – 2,28 мин;
- на уровне 2-го этажа – 2,46 мин.
Расчетное время эвакуации людей из здания наружу:
- через выход 1 – 3,69 мин;
- через выход 2 – 2,21 мин;
- через выход 3 – 0,60 мин.
Наиболее длительное скопление людского потока об разуется при эвакуации через выход 1 наружу и составляет
2,47 мин.
Время начала эвакуации для помещения очага пожара
(в зависимости от площади помещения) – от 0,10 до
0,14 мин.
Время начала эвакуации для остальных помещений здания – 1,50 мин.
На рис. 193–199 приведены графики зависимости плотности людского потока от времени в контрольных точках.
Рис. 193. Зависимость плотности людского потока от времени на выходе с 3-го этажа в лестничную клетку.
Рис. 194. Зависимость плотности людского потока от времени на лестничной площадке на уровне 3-го этажа
Рис. 195. Зависимость плотности людского потока от времени на выходе с 2-го этажа в лестничную клетку
Рис. 196. Зависимость плотности людского потока от времени на лестничной площадке на уровне 2-го этажа
Рис. 197. Зависимость плотности людского потока от времени на выходе из здания (выход 1)
Рис. 198. Зависимость плотности людского потока от времени на выходе из здания (выход 2)
Рис. 199. Зависимость плотности людского потока от времени на выходе из здания (выход 3)
3.3.6. Выводы по результатам расчета
Результаты расчета показали, что время эвакуации людей из помещений находится в диапазоне от 0,06 до
0,91 мин. Время эвакуации людей с этажей здания составля ет для 3-го этажа – 2,24 мин, для 2-го этажа – 1,10 мин, для
1-го этажа – 2,21 мин. Время эвакуации людей из здания определяется эвакуацией через выход 1 на первом этаже и составляет 3,69 мин.
Наиболее продолжительное скопление людского по тока образуется перед выходом 1 на первом этаже (на уча стке в осях 6-7/А-Б) и составляет 2,47 мин, что меньше кри тического значения, равного 6 мин.
Время начала эвакуации для помещения очага пожара
(в зависимости от площади помещения) – от 0,10 до 0,14 мин, для остальных помещений здания – 1,50 мин.
Общее время эвакуации из здания является суммой расчетного времени эвакуации и времени начала эвакуации и составляет: 1,50 + 3,69 = 5,19 мин.
Литература
1. Методика определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности.
Прил. к приказу МЧС России от 30.06.2009 г. № 382
(с изменениями, внесенными приказом МЧС России от 12.12.2011 г. № 749).
2. Постановление Правительства Российской Феде рации от 31.03.2009 г. № 272 «О порядке проведения расчетов по оценке пожарного риска».
3. Федеральный закон от 22.07.2008 г. № 123-ФЗ
«Технический регламент о требованиях пожарной без опасности» (с изменениями, внесенными Федеральным за коном от 10.07.2012 г. № 117-ФЗ и Федеральным законом от 02.07.2013 г. № 185-ФЗ).
4. Постановление Правительства Российской Феде рации от 16.02.2008 г. № 87 «О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию».
Уважаемые читатели!
ФГБУ ВНИИПО МЧС России:
издает и распространяет:
нормативные и методические документы Государственной про тивопожарной службы МЧС России (своды правил, сборники нормативных документов, методики, рекомендации);
сборники научных статей, тезисы докладов и материалы конфе ренций, монографии видных ученых в области пожарной безо пасности;
научно-технический журнал «Пожарная безопасность» (входит в «Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и из даний, в которых должны быть опубликованы основные науч ные результаты диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук»);
проводит экспертизу проектов документов по пожарной безопас ности;
выполняет заявки на комплекты документов, необходимых для по лучения лицензии на проведение работ и (или) оказание услуг в об ласти пожарной безопасности.
Телефоны для справок:
8 (495) 521-78-59 524-81-55 521-94-70 www.vniipo.ru
––
Редактор Е.Е. Архипова
Технический редактор М.Г. Завидская
Ответственный за выпуск А.В. Карпов
Подписано в печать 08.04.2014 г. Формат 70108/16. Печать офсетная.
Усл. печ. л. 13,25. Т. – 200 экз. Заказ № 19.
Типография ФГБУ ВНИИПО МЧС России мкр. ВНИИПО, д. 12, г. Балашиха, Московская обл., 143903
Ключевые слова
Похожие публикации
Нормативный документ · 2012Пособие по расчёту риска № 404 (2024 г.)
Пособие · 2024Пособие по расчёту риска № 404 (2023). Под редакцией Ю. Ю. Журавлёва
Пособие · 2023Пособие по расчёту риска № 404 (2019 г.)
Пособие · 2019Пособие по расчёту рисков № 382 (2016 г.)
Пособие · 2016Пособие по расчёту риска № 404 (2015 г.)
Пособие · 2015