Конструктивные меры по предотвращению распространения огня

Когда большинство людей думают о противопожарной защите, их мысли сразу же приходят к системам пожарной сигнализации и спринклерным системам. На самом деле эти две системы — всего лишь маленькие кусочки большой головоломки. Противопожарная защита включает в себя «систему систем», которые работают вместе для обеспечения защиты пассажиров и объекта в случае пожара или другой чрезвычайной ситуации. Эти системы часто включают в себя множество других строительных систем, которые обычно не учитываются при рассмотрении противопожарной защиты. Например, если на объекте есть датчик дыма в воздуховоде, средства управления HVAC могут отключить оборудование для обработки воздуха, чтобы предотвратить распространение дыма. В условиях низкой освещенности, таких как театры и ночные клубы, элементы управления освещением, которые автоматически включают свет, могут быть частью систем безопасности жизнедеятельности, чтобы обеспечить людям достаточное освещение для эвакуации. Огнестойкая конструкция, обеспечивающая разделение, разделение выходов и защищенные пути эвакуации, также является частью этих систем, которые составляют противопожарную оболочку объекта. Другие пассивные системы противопожарной защиты включают структурные аспекты объекта.

В то время как многие другие типы строительных систем вносят свой вклад в общую схему противопожарной защиты объекта, в этой статье основное внимание уделяется проектированию объекта и защите, связанной со структурной системой (системами) объекта. Здравый смысл подсказывает нам, что материалы, обеспечивающие структурную поддержку здания, подвержены повреждениям от экстремальных температур пожара. Например, бетон может растрескиваться (растрескиваться или отслаиваться от основания), а стальные элементы конструкции подвержены текучести и деформации от теплового воздействия во время пожара. Цель структурных требований к противопожарной защите состоит в том, чтобы гарантировать, что объект может выдерживать условия пожара достаточно долго, чтобы обеспечить выход из объекта. Тем не менее, он также заботится о том, чтобы пожарные могли выполнять тушение внутренних пожаров и поисково-спасательные операции, не рискуя разрушением конструкции.

Основы

В сценарии пожара объект подвергается воздействию экстремальных условий окружающей среды, таких как тепло и вода, в течение относительно короткого промежутка времени. В результате цели структурной противопожарной защиты направлены на обеспечение того, чтобы здание могло выдерживать эти условия в течение всего периода эвакуации, а также в периоды реагирования на пожар и капитальный ремонт.

Возможно, наиболее знакомый аспект структурной противопожарной защиты связан с требованиями огнестойкости структурных компонентов системы. Типовые строительные нормы, в том числе Международный строительный кодекс (IBC), конкретно предписывают требования к рейтингу огнестойкости для конструктивных элементов объекта в зависимости от занимаемой площади, высоты и площади здания. Кроме того, правила пожарной безопасности, в том числе Международный пожарный кодекс (IFC), могут включать дополнительные требования к огнестойкости конструкции, основанные на особых опасностях или использовании. Требования к огнестойкости строительных элементов, предписанные в IBC (а также в других кодах моделей), также позволяют снизить требуемые показатели огнестойкости для определенных строительных элементов при определенных условиях, таких как включение противопожарной защиты.

Вспучивающиеся покрытия могут использоваться для достижения необходимой огнестойкости элементов конструкций.

Вспучивающиеся покрытия могут использоваться для достижения необходимой огнестойкости элементов конструкций.

Способ достижения требуемых показателей огнестойкости строительных элементов зависит от строительных материалов. Напыление огнестойкого материала (SFRM) является одним из наиболее распространенных методов защиты конструкционной стали. В местах, где сталь может подвергаться воздействию, вместо нее можно использовать вспучивающиеся покрытия. Закрытие или «закрытие» конструктивных элементов с использованием перечисленных огнестойких сборок также является распространенным подходом. Бетонные структурные элементы могут достигать требуемой степени огнестойкости в зависимости от размера и заполнителя без дополнительных материалов для покрытия или ограждения строительных элементов. Конструктивные узлы испытываются в лаборатории в соответствии с ASTM E119, Стандартными методами испытаний строительных конструкций и материалов, или UL263, Стандартом безопасных испытаний строительных конструкций и материалов на огнестойкость, для определения подходящих методов противопожарной защиты конструктивных элементов. .

Читайте также:
Утилизация асфальтового покрытия с помощью восстановленного асфальтового покрытия (RAP) - Переработка - Устойчивое развитие - Тротуары - Федеральное управление автомобильных дорог

Выше описаны основные требования к структурной огнезащите. Какие потенциальные ловушки и соображения, которые часто упускаются из виду при проектировании объектов, связанных с структурной противопожарной защитой?

Существующие здания

В существующих зданиях, которые могут подвергаться реконструкции, дополнению или изменениям в использовании или размещении, может быть недостаточно данных, доступных из первоначальной конструкции, для определения класса огнестойкости существующего структурного каркаса здания. В тех случаях, когда изменения использования или занятости, или значительные ремонтные работы или дополнения требуют, чтобы все здание или его части в пределах зоны работ были модернизированы в соответствии с текущими нормами, это может представлять проблему при разработке противопожарной оболочки. В этих случаях есть несколько вариантов соблюдения.

  1. Предположим, что существующие элементы не имеют собственного класса огнестойкости и обеспечивают огнестойкие сборки или материалы в соответствии с новой сборкой, внесенной в перечень признанной на национальном уровне испытательной лаборатории. Несмотря на то, что этот вариант действителен, он может неоправданно увеличить затраты на строительство объекта, если конструктивные элементы обладают некоторыми огнеупорными свойствами.
  2. Рассчитать огнестойкость. IBC Раздел 722, Расчетная огнестойкость, обеспечивает методологию определения огнестойкости с помощью математического расчета на основе строительных материалов и конфигурации. Например, если бетонная каменная колонна площадью 8 квадратных дюймов заключена в 2 слоя гипсовых стеновых панелей типа X толщиной ½ дюйма, раздел 722 можно использовать для оценки огнестойкости. Каменной колонне будет присвоен рейтинг огнестойкости 1 час, в то время как каждому из двух слоев гипса будет присвоена огнестойкость 25 минут каждый, а это означает, что можно предположить, что колонна имеет рейтинг огнестойкости 110 час. 1.8 минут или XNUMX часа.

Однако важно отметить, что способ изготовления сборки может повлиять на рейтинг огнестойкости. Например, если гипсовая стеновая панель в приведенном выше примере не прикреплена должным образом и не герметизирована в месте соединения с другими элементами здания, такими как плита пола или настил крыши, это слабое место может снизить производительность по сравнению с расчетной огнестойкостью. В результате группа проектировщиков должна учитывать, что такие стыки могут потребовать дополнительного внимания и проектирования, чтобы обеспечить требуемую огнестойкость на стыках.

Архаичные строительные материалы

При работе с историческими сооружениями определить класс огнестойкости еще сложнее. Однако существуют руководства, которые помогут инженерам оценить огнестойкость архаичных строительных материалов. В тех случаях, когда конструкция является частью исторической ткани объекта, вызывает озабоченность рейтинг огнестойкости и то, снизили ли архаичные материалы и возраст несущую способность таких материалов. Возможно, потребуется потратить дополнительное время на изучение архаичных методов строительства, чтобы гарантировать, что рекомендуемые подходы к защите конструкций не будут подорваны методами строительства, незнакомыми в отрасли сегодня. Особое внимание и тесная координация между противопожарной защитой и структурными товарищами по команде необходимы для обеспечения того, чтобы подходы к проектированию, направленные на повышение структурной огнестойкости при сохранении исторической ткани, не приводили к дальнейшему ухудшению этих материалов. Понимание того, как архаичные материалы, которые сегодня не используются, могут реагировать с более новыми материалами и покрытиями, может оказаться трудным для определения. Могут быть условия, при которых необходимо применять инженерные суждения, поскольку не всегда могут быть адекватные данные или жизнеспособные средства для проверки предположений. В таких случаях может потребоваться привлечение специалистов по сохранению исторических памятников, экспертов в области материаловедения или других лиц, которые могут поделиться своим опытом в отношении наилучших способов сохранения исторических материалов при сохранении требуемого уровня огнестойкости.

Читайте также:
Пример использования сетки для защиты фасада: Здание Woolworth | Передний край Пукуды

Архаичные строительные материалы могут создавать проблемы при определении огнестойкости конструктивных элементов.

Многие исторические здания до сих пор имеют деревянные крыши, и замена этих конструкций не всегда осуществима или желательна. Имеются вспучивающиеся продукты для нанесения на нижнюю сторону кровельных конструкций для повышения огнестойкости этих крыш. Однако применение может быть сложным, особенно когда чердачные помещения под этими крышами используются для оборудования, сильно перегружены, имеют ограниченный доступ или малые зазоры.

Огнестойкие строительные элементы

Одним из наиболее распространенных упущений, допущенных при проектировании объекта, является несоблюдение требований Раздела 704.1 IBC (издание 2018 г.). В этом разделе указывается, что конструктивные элементы должны обеспечивать требуемый рейтинг огнестойкости, указанный для типа конструкции здания, и отмечается, что конструкция не должна быть ниже рейтинга огнестойкости, требуемого для узлов с рейтингом огнестойкости, поддерживаемых конструкцией. Например, шестиэтажное коммерческое помещение типа IIA конструкции требует только 1-часовой рейтинг огнестойкости для основного несущего каркаса. Однако шестиэтажное здание также должно иметь ограждения выходных лестниц и шахт с пределом огнестойкости 2 часа. Таким образом, в соответствии с разделом 704.1 IBC, несущий каркас, поддерживающий ограждения лестницы и шахты, должен иметь предел огнестойкости не менее 2 часов, несмотря на то, что для основного несущего каркаса в соответствии с таблицей 1 МБК.

Это также важное соображение, если на объекте могут быть горизонтальные шахты, проходящие через стену. Горизонтальная шахта такого типа часто необходима, когда оборудование для повышения давления на лестнице не может быть совмещено с шахтой лестницы и должно быть введено в шахту лестницы из механического помещения. Например, предположим, что горизонтальная шахта должна иметь предел огнестойкости в течение 2 часов, и предполагается использовать стеновую сборку, через которую она проходит, для поддержки горизонтальной шахты. В этом случае эта стена теперь требует 2-часового рейтинга огнестойкости, поскольку она является несущим элементом. Если конструктивные элементы, кроме стен, поддерживают шахту, они также должны иметь повышенный класс огнестойкости.

Жизненный цикл объекта

Проблемы жизненного цикла могут существенно повлиять на целостность структурных компонентов противопожарной защиты в здании. Примите во внимание, что SFRM (огнестойкий материал, наносимый распылением) может стать хрупким и может разрушаться или полностью удаляться при механическом воздействии. Таким образом, установка SFRM в тех местах объекта, где размещено электрическое или механическое оборудование, может означать более высокую вероятность механического воздействия лестницами или даже преднамеренного удаления для прокладки новых соединений оборудования. В то время как большинство владельцев знают и понимают, что их система пожарной сигнализации требует ежегодной проверки и тестирования, редко можно найти владельца, регулярно проверяющего целостность своего SFRM на протяжении всего жизненного цикла здания. Однако поврежденный SFRM снижает класс огнестойкости конструктивных элементов, для защиты которых он предназначен. Для клиентов, которым требуется регулярный аудит на предмет противопожарной защиты и безопасности жизнедеятельности, часто обнаруживают поврежденные SFRM. Таким образом, группа проектировщиков должна избегать общей спецификации SFRM по всему объекту без учета зон, где механическое воздействие может считаться вероятным из-за операций или совмещенного оборудования, и рассмотреть возможность использования в этих зонах другого конструкционного огнезащитного материала.

Читайте также:
17 способов освоить пенопластовую изоляцию | Семейный Разнорабочий

Вспучивающиеся покрытия могут быть более долговечными, чем SFRM, но они по-прежнему подвержены потенциальным проблемам в течение жизненного цикла. Например, рассмотрим конференц-центр с открытой стальной конструкцией в зале для мероприятий. Вспучивающееся покрытие является отличным вариантом для сохранения промышленной эстетики даже в тех случаях, когда строительный каркас требует огнестойкости. Он больше похож на краску, хотя его требуется наносить более толстыми слоями. Требуемая глубина покрытия зависит от требуемой степени огнестойкости и конкретного наносимого продукта. После высыхания большинство вспучивающихся покрытий разрешается покрывать декоративной отделкой поверхности, такой как краска. Однако, когда вспучивающиеся покрытия подвергаются воздействию высоких температур, например, при пожаре, вспучивающийся продукт расширяется, иногда более чем в 100 раз превышая первоначальную толщину. Затем он действует как изолятор, тем самым продлевая целостность этого элемента во время пожара. Как и SFRM, вспучивающиеся покрытия также подвержены деградации из-за механических повреждений в течение жизненного цикла здания. Хотя он менее хрупок, чем SFRM, сколы, вмятины или даже шлифование поверхности для изменения цвета краски могут снизить огнестойкость, особенно если шлифование уменьшает глубину вспучивающегося покрытия.

Вес спринклерной воды

Когда SE думают о структурной противопожарной защите, они обычно думают о том, как защитить конструкцию от огня. Однако конструкция также должна быть защищена от воздействия активированной спринклерной системы пожаротушения. Рассмотрим, например, стеллажное хранилище с пластиковыми контейнерами с открытым верхом или абсорбирующими продуктами. При срабатывании спринклера открытые контейнеры для хранения и абсорбирующие материалы могут поглощать воду или наполняться водой, вызывая повышенную структурную нагрузку на стеллаж в сборе. Однако эта проблема касается не только условий хранения в стеллажах или полках. Рассмотрим, например, автоматизированное сухое хранение лодок. Эти средства позволяют владельцу лодки вывести свое судно на стапель и ввести код в блок управления автоматическим хранением и поиском. Кран, похожий на лодочный вилочный погрузчик, снимает лодку со стапеля и помещает ее в вертикальный сухой отсек для хранения. Спринклерные системы защиты для этих крытых вертикальных лодочных складов обычно очень надежны. Они предназначены для обеспечения высокой плотности разбрызгивателя, поскольку лодки из стекловолокна с обивкой (покрытие пола и встроенные скамьи/сиденья), хранящиеся в вертикальном положении, представляют собой относительно сложный пожар, требующий агрессивной конструкции разбрызгивателя. Однако даже при открытых дренажных пробках лодки наполняются водой из-за срабатывания спринклерной системы быстрее, чем сливы могут их опорожнить. Увеличенный вес воды, находящейся в этих лодках, может легко привести к обрушению хранилища, если конструкция не рассчитана на дополнительный вес наполненных водой лодок. Кроме того, может оказаться сложной задачей определить, какую расчетную нагрузку следует использовать для сценариев, в которых дополнительные нагрузки на конструкцию вызываются срабатыванием спринклеров. Дополнительная нагрузка зависит от размера и емкости хранимых продуктов, поэтому оправдан консервативный подход с использованием наихудшего сценария.

Читайте также:
Выбор свайного фундамента по состоянию грунта - Конструктор

В автоматизированном хранилище сухих лодок при проектировании конструкции должен учитываться дополнительный вес воды для пожаротушения, которая может скапливаться в хранящихся лодках в случае пожара.

В заключение, структурный проект объекта связан с системой систем, которая определяет полную оболочку противопожарной защиты. Таким образом, понимание того, как структурный дизайн и защита связаны с целями противопожарной защиты объекта, имеет жизненно важное значение для обеспечения приемлемой защиты жильцов, лиц, принимающих первые ответные меры, и инвестиций в случае пожара.■

Какие конструктивные меры могут предотвратить распространение огня?

Строительные проекты, будь то коммерческие или жилые, должны с самого начала включать специалистов по пожарной безопасности. Это особенно очевидно после Гренфелла, и почти 4 года спустя расследования продолжают обнаруживать примеры несоблюдения, которые, мягко говоря, вызывают беспокойство.

В декабре 2020 года BBC сообщила о широко распространенных случаях несоблюдения мер пожарной безопасности в зданиях по всей Англии и Уэльсу. Один консультант обнаружил, что из 2,000 проинспектированных им зданий в 90% были проблемы, и большинство из них не были связаны с облицовкой.

Правительство Великобритании уделяет внимание этому вопросу, объявив о внесении в марте 2021 года нового закона о пожарной безопасности, а также об инвестициях в размере 16 миллионов фунтов стерлингов в пожарно-спасательные службы. Подробнее об этом читайте в нашей статье о правилах пожарной безопасности в 2021 году.

В CLM Fireproofing мы стремимся поддерживать самые высокие стандарты пожарной безопасности и делиться своими знаниями и опытом с владельцами зданий и арендодателями. Например, несмотря на то, что они могут хорошо разбираться в таких решениях, как пожарная сигнализация, огнетушители и противопожарные двери, они могут не знать о некоторых конструктивных мерах, которые помогают снизить риск возгорания, иначе известных как пассивная противопожарная защита.

В этой статье мы представим обзор того, как огонь распространяется в зданиях, прежде чем изложить структурные меры, которые являются неотъемлемой частью эффективной стратегии пассивной противопожарной защиты.

Как распространяется огонь?

Пожары начинаются с возгорания, будь то искра от неисправного прибора или перегретая поверхность. Если есть достаточно кислорода и достаточное количество топлива, это не займет много времени, прежде чем начнется пожар. Как только это произойдет, есть три основных пути распространения огня:

  • Конвекция – Конвекция – наиболее распространенный способ распространения огня в здании. По мере того, как тепло поднимается от своего первоначального источника, огонь движется вверх и распространяется горизонтально, когда достигает потолка, поглощая все на своем пути.
  • кондукция – Теплопроводность – это процесс распространения огня при непосредственном контакте горючих материалов. Одной из основных причин обрушения здания из-за пожара является проводимость конструкционных материалов, таких как стальные балки.
  • излучения – Мы часто думаем об излучении как о «радиоактивном» материале, но этот термин просто относится к излучению энергии в виде лучей или волн. Большой пожар вызовет тепловую энергию, излучаемую через пространство, в результате чего температура горючих материалов увеличится до такой степени, что они воспламенятся.
Читайте также:
314.29 Коробки, корпуса кабелепроводов и корпуса люков должны быть доступны.

Как быстро распространяется огонь в здании?

На скорость распространения огня в здании могут влиять несколько факторов. Например, при недостаточном или поврежденном разделении дым и пламя могут легко перемещаться между комнатами и этажами. Мы также должны учитывать наличие легковоспламеняющихся или горючих материалов. Это касается материалов как внутри здания, так и внутри его наружных стен. Приведенные ниже временные рамки являются обоснованной оценкой и не должны использоваться вместо тщательной оценки рисков:

  • С первой точки воспламенения огонь может выйти из-под контроля за 30 секунд или быстрее, если присутствуют легковоспламеняющиеся материалы.
  • В течение 1 минуты дым заполнит комнату, поднявшись к потолку, а затем опустившись.
  • Через 3 минуты температура может превысить 300 градусов и начать распространяться по другим комнатам.
  • Через 5 минут жар от очага огня начнет поджигать все его окрестности. Это называется «вспышкой».

Может ли здание рухнуть от огня?

Ряд конструктивных элементов в здании может быть поврежден огнем при различных температурах и скоростях. Таким образом, коллапс может происходить на нескольких стадиях серьезности. Наиболее распространенной причиной обрушения здания является повреждение ненесущих элементов, что увеличивает риск возгорания конструкции. К таким элементам относятся фальш-дымоходы, кровельные покрытия и окна. Для получения дополнительной информации обратитесь к официальным ресурсам, предоставленным Национальным оперативным руководством, под названием «Опасность — частичное или структурное обрушение: пожары в зданиях».

Что мы подразумеваем под структурными мерами?

Термин «структурные меры» определяет особенности здания, которые построены так, чтобы служить частью стратегии противопожарной защиты. В случае пожара они помогают сохранить структурную целостность здания как можно дольше.

Основной целью структурной противопожарной защиты является предотвращение распространения огня и дыма по всему зданию. Это помогает сдержать ущерб и обеспечить достаточное окно для безопасной эвакуации жителей здания. Строительные нормы и правила Англии и Уэльса содержат рекомендации относительно того, как долго здание должно сохранять свою структурную устойчивость в случае пожара:

  • Здание высотой менее 5 метров должно сохранять устойчивость в течение 30 минут.
  • Здание высотой от 6 до 18 метров должно сохранять устойчивость в течение 60 минут.
  • Здание высотой от 19 до 30 метров должно сохранять устойчивость в течение 90 минут.

Ниже приведены некоторые примеры структурных мер (обычно используемых в стратегии пассивной противопожарной защиты), которые могут предотвратить полное сгорание здания в огне. При правильном применении эти меры могут спасти жизни и сократить финансовые потери.

Читайте также:
8 советов для лучшего восстановления после операции по удалению катаракты

Вспучивающиеся покрытия

В случае пожара сталь теряет свои несущие свойства при достижении определенной температуры (она может варьироваться от 350° до 750°). Поэтому стальные конструкции необходимо изолировать с помощью вспучивающейся краски. Это увеличивает время до разрушения стали, что дает пожарным больше времени для эвакуации здания. Если вы хотите более подробно остановиться на этом вопросе, ознакомьтесь с нашей статьей о том, как огонь влияет на конструкционную сталь.

При воздействии температур до 250°C вступают в реакцию несколько химических компонентов внутри вспучивающегося покрытия. Это приводит к увеличению плотности покрытия, создавая огнеупорный слой для защиты стали. Эти вспучивающиеся покрытия можно наносить различными способами: от тонкопленочных покрытий до распыления краски.

Вспучивающиеся покрытия легко наносятся как на объекте, так и за его пределами. Они также подходят не только для стали, но и для бетона, дерева и композитных элементов. При этом нанесение вспучивающегося покрытия не влияет на механические свойства материала. Это означает, что покрытие практически «нейтрально», если оно не подвергается воздействию экстремальных температур. Это делает вспучивающиеся покрытия эффективной и действенной мерой противопожарной защиты.

Отсек

Противопожарное разделение включает в себя разделение здания на ряд «ячеек». Затем эти ячейки разделяются с помощью огнеупорных материалов и конструкций. Огонь может быстро охватить здание отчасти из-за «эффекта дымохода». Это когда воздушный поток между этажами и комнатами «расталкивает» пламя по всей конструкции. Компартментация уменьшает этот эффект, удерживая пламя и дым в конкретной ячейке. Вы можете узнать больше о том, как именно это работает, в нашем руководстве по разделению.

Существует несколько способов разделения здания, например противопожарные стены, двери и полые барьеры. Полые барьеры препятствуют распространению дыма через открытые пространства на крышах и между этажами. Эти барьеры могут быть изготовлены из различных материалов, таких как бетон, гипс или каменная кладка.

Нет никаких сомнений в том, что в принципе разделение является эффективным способом воспрепятствовать распространению огня. Однако бывают случаи, когда отсеки могут быть повреждены из-за технического обслуживания здания. Это приводит к нашей следующей структурной мере противопожарной защиты.

Противопожарная защита

Иногда, когда сантехники, электрики и подрядчики работают в здании, они могут непреднамеренно нарушить структурные меры противопожарной защиты. Скажем, электрик просверливает отверстия и протягивает провода через противопожарную стену. Независимо от того, насколько маленьким может быть это отверстие, стена больше не обеспечивает эффективную защиту от огня. Огонь может проникнуть в самые маленькие щели и поджечь практически все, что окажется на его пути. Следовательно, эти пробелы должны быть заполнены как можно быстрее квалифицированными подрядчиками по тушению пожаров. Этот процесс называется «противопожарной защитой».

Успешная противопожарная защита требует использования специальных огнестойких материалов. Все щели в противопожарных отсеках должны быть заполнены вспучивающимся герметиком. при воздействии высоких температур. Это заполнит все щели и предотвратит проникновение дыма и пламени. Любые проемы между отсеками, такие как двери, окна, стыки, трубы и воздуховоды, должны быть защищены от огня. Жизненно важно, чтобы в случае пожара не было возможности прорыва огня через отсек.

Читайте также:
Как установить забор своими руками. Страница 1

Профессионалы в области строительства должны понимать, что это требует большего, чем инвестиции в структурные меры. Во-первых, эти меры должны быть реализованы в соответствии с отраслевыми нормами. Во-вторых, они должны регулярно пересматриваться, при этом любые нарушения или деградация материала должны быстро устраняться.

CLM Fireproofing является ведущим британским поставщиком решений пассивной противопожарной защиты. Наши подрядчики по структурной противопожарной защите работали над некоторыми из самых знаковых зданий страны. Все наши работы выполняются высококвалифицированными и преданными своему делу профессионалами. Каждый член команды работает в строгом соответствии с правилами техники безопасности и охраны труда.

Если вы хотите узнать больше о наших услугах пассивной противопожарной защиты, свяжитесь с нашей командой экспертов сегодня.

Обзор противопожарной защиты для инженеров-строителей

Инженеры-строители традиционно не занимаются анализом или проектированием пожарной безопасности зданий. Когда они есть, их внимание обычно направлено на структурную противопожарную защиту, и, за некоторыми исключениями, их объем ограничивается обеспечением соблюдения предписывающих строительных норм и правил в отношении оценок огнестойкости различных строительных элементов. Но структурная противопожарная защита — это лишь один из аспектов всеобъемлющей системы обеспечения пожарной безопасности здания. Как показал пожар в башне Гренфелл в Лондоне, показанный на Рисунок 1Одна лишь конструктивная противопожарная защита не обеспечивает пожарной безопасности здания или находящихся в нем людей. Хотя инженеры-строители могут не практиковать в области противопожарной защиты, им полезно иметь хотя бы базовое представление о вопросах пожарной безопасности зданий.

Рисунок 1. Пожар в Гренфелл Тауэр (Лондон). Предоставлено Гетти.

Это первая статья из серии из трех статей, в которой представлен обзор противопожарной защиты для инженеров-строителей. В этой статье рассматриваются цели пожарной безопасности, которые определяют проектирование систем и функций противопожарной защиты в зданиях. Во второй статье будут рассмотрены различные функции и системы пожарной безопасности, развернутые для достижения этих целей. В третьей статье будет представлен обзор новой практики структурной пожарной инженерии, которая требует тесного сотрудничества между инженерами по пожарной безопасности и инженерами-строителями.

Пожарная Безопасность

Прежде чем рассматривать различные системы пожарной безопасности и функции, установленные в зданиях, полезно рассмотреть цели пожарной безопасности, решаемые этими системами, которые обычно можно резюмировать следующим образом:

  • Безопасность жизни – как для пассажиров, так и для аварийно-спасательных служб
  • Защита имущества
  • Непрерывность миссии
  • Сохранение культурного наследия
  • Охрана окружающей среды (от пожарных стоков и огнезащитных средств)

Традиционные предписывающие строительные нормы и правила неявно учитывают эти рабочие характеристики, определяя системы пожарной безопасности и функции, необходимые для различных зданий. В проектировании пожарной безопасности, основанном на характеристиках, цели и критерии производительности четко указаны, и выполняется инженерный анализ, чтобы продемонстрировать достижение целей и критериев, согласованных с заинтересованными сторонами. Проектирование, основанное на характеристиках, чаще всего используется для сложных зданий, чтобы продемонстрировать, что предлагаемый проект, по крайней мере, «эквивалентен» предписывающим нормативным требованиям пожарной безопасности. Это требует понимания неявных целей производительности, связанных с нормативными требованиями.

Читайте также:
Почему важен строительный контроль? | ЛАБК

Безопасность жизни

Для анализа безопасности жизнедеятельности основной целью пожарной безопасности является обеспечение того, чтобы люди, находящиеся в здании, не пострадали от пожара. С точки зрения производительности эта задача обычно решается либо путем полной эвакуации здания, либо путем перемещения людей в безопасные зоны внутри здания. Полная эвакуация обычно используется для относительно небольших зданий, в то время как частичная или поэтапная эвакуация более распространена для очень больших зданий, особенно высотных. Основная цель, связанная с безопасностью жизни от пожара, может быть выражена следующим образом: Доступное время безопасного выхода (ASET) > Требуемое время безопасного выхода (RSET).

Доступное время безопасного выхода (ASET) зависит от скорости развития пожарной опасности и перемещения дыма и тепла по зданию. В свою очередь, скорость развития пожарной опасности зависит от характеристик воспламеняемости и состава горючих материалов, способствующих возникновению пожара, а также от наличия или отсутствия автоматических систем пожаротушения для контроля или пресечения развития пожара. Перемещение дыма и тепла от пожара зависит от особенностей секционирования здания, в том числе на отдельных этажах, и для вертикальных путей, таких как шахты, а также от реакции систем механической вентиляции (ОВКВ) в условиях пожара. Системы HVAC могут быть спроектированы так, чтобы просто отключаться в условиях пожара, чтобы предотвратить активную циркуляцию дыма, или они могут быть спроектированы так, чтобы активно противодействовать потоку дыма, например, в герметичных выходных лестницах.

Требуемое время безопасного выхода (RSET) зависит от многих факторов, в том числе от того, насколько быстро обнаруживается пожар, как быстро уведомляются жильцы, насколько эффективно уведомление (например, общая сигнализация эвакуации или система голосовой связи), сколько времени требуется жильцам, чтобы начать процесс эвакуации и, наконец, сколько времени потребуется пассажирам, чтобы добраться до безопасного места после начала движения.

охрана имущества

Цель защиты собственности состоит в том, чтобы ограничить степень физического ущерба до уровня, приемлемого для различных заинтересованных сторон проекта. В целом цель защиты собственности представляет первостепенный интерес для владельцев собственности и их страховщиков; как правило, он представляет меньший интерес для органов строительного надзора, поэтому он прямо не рассматривается в строительных нормах. Тем не менее, защита имущества неявно рассматривается в строительных нормах с точки зрения ограничений по высоте и площади зданий в зависимости от типа конструкции, а также с точки зрения требований к автоматической защите спринклеров.

Задача защиты имущества обычно решается за счет применения автоматических систем пожаротушения. Автоматические спринклерные системы являются преобладающим выбором для защиты имущества, но системы с «чистым реагентом» часто используются в тех случаях, когда вода и дым могут повредить чувствительное оборудование, такое как электроника. Защита имущества также решается за счет разделения противопожарными барьерами, разделяющими различные зоны возгорания, чтобы ограничить максимально ожидаемый размер пожара и максимальное количество имущества, подверженного воздействию огня.

Непрерывность миссии

Цель непрерывности миссии связана с потенциальными нарушениями миссии предприятия или операции, вызванными пожаром. В мире коммерческого страхования этот тип убытков иногда называют «приостановкой бизнеса». Финансовая величина таких потерь может намного превышать величину прямых имущественных потерь по некоторым операциям. Однако эти убытки могут иметь первостепенное значение для оператора миссии и его страховых интересов, а не для общества в целом.

Читайте также:
Легкая роспись на тарелке: DIY Роспись тарелки акриловыми красками-Artistro

Преемственность миссии также может быть важна на уровне сообщества. Например, крупный пожар, приведший к закрытию больницы, может повлиять на весь регион. Пожар на фабрике, на которой занят большой процент местного населения, также может иметь серьезные последствия для местной экономики. В структуре проектирования, основанной на характеристиках, такие воздействия могут учитываться заинтересованными сторонами, но в предписывающей структуре проектирования такие воздействия могут не учитываться.

Задача непрерывности миссии обычно решается с помощью тех же систем и функций противопожарной защиты, которые используются для достижения цели защиты собственности. Как защита собственности, так и обеспечение непрерывности миссии могут быть решены путем предоставления автоматических систем пожаротушения и ограничения размера зон возгорания противопожарными барьерами.

Сохранение культурного наследия

Цель сохранения артефактов и сооружений культурного наследия имеет ограниченное применение, но признается отдельной по крайней мере по двум причинам. Во-первых, сохраняемые артефакты и сооружения незаменимы; если они повреждены огнем, дымом или водой, они могут потерять свою внутреннюю ценность. Вторая причина, которая относится в первую очередь к конструкциям, заключается в том, что историческая ткань может быть скомпрометирована, если современные средства противопожарной защиты внедряются без должного учета их воздействия. Тем не менее, эта цель обычно решается за счет использования систем обнаружения пожара и пожаротушения для обнаружения и контроля пожара до того, как он причинит неприемлемый ущерб.

Защита окружающей среды

Как и предыдущая цель, цель защиты окружающей среды имеет относительно ограниченное применение, но все же заслуживает упоминания. Основными способами ограничения потенциального воздействия огня на окружающую среду являются предотвращение пожаров и борьба с ними, пока они еще невелики. Там, где речь идет об опасных материалах, может потребоваться использование водохранилищ для ограничения стока опасных материалов и загрязненной воды для пожаротушения. Также необходимо учитывать воздействие на окружающую среду огнетушащих веществ, таких как пены для пожаротушения и галогенсодержащие вещества, до того, как они будут определены для применения.

Глубокоэшелонированный подход к проектированию пожарной безопасности

Рассмотренные выше задачи пожарной безопасности отличаются друг от друга по своим целям, но методы и средства достижения этих целей часто схожи. Концепция глубокоэшелонированной защиты имеет основополагающее значение для проектирования пожарной безопасности здания. Применительно к развитию пожара эту концепцию можно резюмировать следующим образом:

  • Предотвратить возгорание пожаров;
  • Обнаружение пожаров, которые действительно загораются, пока они еще малы и управляемы;
  • Тушите пожары, пока они еще небольшие и управляемые; а также
  • Ограничьте пожары, которые не удалось потушить заранее, с помощью огнестойкой конструкции.

Различные системы и функции противопожарной защиты предназначены для взаимодействия с пожарами и смягчения их последствий на разных стадиях их развития. Эти системы и функции обсуждаются во второй статье этой серии. Поскольку мероприятия по обеспечению пожарной безопасности происходят последовательно, вероятности и последствия, связанные с пожаром, иногда представляются с помощью деревьев событий, которые показывают, как последствия меняются в зависимости от успеха или неудачи каждой последовательной стратегии смягчения последствий. Пример дерева событий пожара с соответствующими функциями и системами пожарной безопасности, которые вмешиваются на каждом этапе, показан на рис. Рисунок 2.

Рисунок 2. Пример дерева событий.

Читайте также:
Крашеные фасады для кухонь (55 фото)

Одним из отличительных аспектов проектирования пожарной безопасности является то, что «нагрузка», создаваемая пожаром, динамически изменяется по мере роста пожара, поэтому чем раньше будет осуществлено успешное вмешательство, тем меньше будет воздействие. Это показано графически на Рисунок 3, который показывает быстрое развитие современного пожара в гостиной до состояния «вспышки» или «полного развития».

Рисунок 3. Пожар в гостиной проходит через «вспышку». Предоставлено Кербером С., «Влияние вентиляции на поведение при пожаре в старом и современном жилом строительстве», Научно-исследовательский институт пожарной безопасности UL, 14 декабря 2010 г.

Из-за угрозы перекрытия в отношении всех целей пожарной безопасности, обсуждавшихся выше, одной общей стратегией пожарной безопасности является предотвращение перекрытия, как правило, путем установки автоматических спринклерных систем. Однако автоматическая спринклерная защита не эффективна для всех сценариев пожара, поэтому необходимо рассмотреть другие меры по смягчению последствий. В частности, структурная противопожарная защита становится важной, когда огонь достигает условий вспышки, как с точки зрения локализации огня с помощью противопожарных барьеров, так и с точки зрения поддержания структурной целостности здания.

Подход к проектированию эшелонированной защиты, используемый при пожаре, отличается от других дисциплин проектирования зданий, которые часто проектируют для условий максимальной или установившейся нагрузки, а не для переходных условий.

Заключение

При проектировании пожарной безопасности здания обычно используется подход глубокоэшелонированной защиты для достижения целей пожарной безопасности. В предписывающей среде строительные нормы и правила определяют функции и системы пожарной безопасности, необходимые для достижения неявных целей пожарной безопасности. В среде, основанной на характеристиках, проектировщики определяют функции и системы пожарной безопасности, необходимые для достижения целей производительности, согласованных с заинтересованными сторонами. Эти функции и системы пожарной безопасности будут рассмотрены в следующей статье этой серии.

Традиционная роль инженера-строителя в проектировании пожарной безопасности зданий была ограничена. Однако за последние два десятилетия ситуация изменилась с появлением структурной пожарной инженерии как отдельной дисциплины проектирования. Эта новая роль инженеров-строителей в проектировании пожарной безопасности зданий будет обсуждаться более подробно в третьей статье этой серии.▪

Рекомендации

Моурер, Ф.В. и Розенбаум, Э.Р., «Обзор проектирования противопожарной защиты, основанного на характеристиках», Справочник по противопожарной защите, 20-е издание, Национальная ассоциация противопожарной защиты, Куинси, Массачусетс, 2008 г.

Кербер, С., Влияние вентиляции на поведение при пожаре в традиционном и современном жилищном строительстве, Научно-исследовательский институт пожарной безопасности UL, 14 декабря 2010 г.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: