"Пособие по применению "Методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности" (утв. ФГБУ ВНИИПО МЧС России)
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"
ПО ПРИМЕНЕНИЮ "МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ ВЕЛИЧИН
ПОЖАРНОГО РИСКА В ЗДАНИЯХ, СООРУЖЕНИЯХ И СТРОЕНИЯХ
РАЗЛИЧНЫХ КЛАССОВ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ"
Авторский коллектив: А.А. Абашкин, канд. техн. наук А.В. Карпов, 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 расчетных 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 классов функциональной пожарной опасности", утвержденной приказом МЧС от 30 июня 2009 г. N 382, с изменениями, утвержденными приказом МЧС от 12 декабря 2011 г. N 749, доработано с учетом опыта применения методики и 1-го издания пособия.
Предназначено для практического использования при определении расчетных величин пожарного риска на объектах общественного назначения. Представлены разъяснения но ряду вопросов, не нашедших отражения в 1-м издании. Приведены примеры расчета пожарного риска для многофункционального здания, здания гостиницы и пример расчета эвакуации с использованием имитационно-стохастической модели.
Предназначено для сотрудников Государственной противопожарной службы, преподавателей и слушателей пожарно-технических и других образовательных организаций, специалистов ведомств, научно-исследовательских, экспертных и проектных организаций, занимающихся проведением и экспертизой расчетов по оценке пожарного риска.
1.1. Настоящее пособие по применению "Методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности" (далее - Пособие) предназначено для практического использования при определении расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности (далее - объектов) в соответствии с методикой [1] (далее - Методика), утвержденной приказом МЧС России от 30 июня 2009 г. N 382, с изменениями (утверждены приказом МЧС России от 12 декабря 2011 г. N 749).
Методика принята в соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации N 272 [2], которое устанавливает порядок проведения расчетов по оценке пожарного риска в случаях, предусмотренных Федеральным законом N 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, установленными Федеральным законом N 123-ФЗ [3].
1.3. В Методике [1] пожарный риск в здании характеризуется значением индивидуального пожарного риска.
1.4. В соответствии со ст. 79 ФЗ N 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 наиболее удаленной от выхода из здания, сооружения точке.
1.5. Результаты оценки пожарного риска используются для обоснования обеспечения допустимых значений пожарного риска, установленных федеральным законодательством, в следующих случаях:
объекты, для которых федеральными законами о технических регламентах и/или нормативными документами по пожарной безопасности не установлены требования пожарной безопасности;
объекты, для которых не в полном объеме выполнены требования нормативных документов по пожарной безопасности;
для принятия решений по разработке дополнительных мер по обеспечению пожарной безопасности объекта в случае превышения одним или несколькими расчетными значениями пожарных рисков нормативных значений, установленных федеральным законодательством.
Необходимость включения в проектную документацию расчетов по оценке пожарного риска регламентируется Постановлением Правительства Российской Федерации N 87 [4].
1.6. В соответствии с п. 1 Методики она распространяется на здания классов функциональной пожарной опасности:
Ф1.2 - гостиницы, общежития, спальные корпуса санаториев 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, клубы, цирки, спортивные сооружения с трибунами, библиотеки и другие учреждения с расчетным числом посадочных мест для посетителей в закрытых помещениях;
б) Ф2.2 - музеи, выставки, танцевальные залы и другие подобные учреждения в закрытых помещениях;
в) Ф2.3 - театры, кинотеатры, концертные залы, клубы, цирки, спортивные сооружения с трибунами, библиотеки 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;
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 учреждений, в том числе:
а) Ф4.1 - здания общеобразовательных учреждений, образовательных учреждений дополнительного образования детей, образовательных учреждений начального профессионального и среднего профессионального образования:
б) Ф4.2 - здания образовательных учреждений высшего профессионального образования и дополнительного профессионального образования (повышения квалификации) специалистов;
в) Ф4.3 - здания органов управления учреждений, проектно-конструкторских организаций, информационных и редакционно-издательских организаций, научных организаций, банков, контор, офисов;
г) Ф4.4 - здания пожарных депо;
Ф5 - пожарные отсеки производственного или складского назначения с категорией помещений по взрывопожарной и пожарной опасности В1 - В4, Г, Д, входящие в состав 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 расчетных 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 безопасности зданий.
1.8. В соответствии с п. 4 Методики результаты и выводы, полученные при определении пожарного риска, используются для обоснования параметров и характеристик зданий, сооружений и строений, которые учитываются в настоящей Методике.
1.9. При необходимости проведения расчета его результаты оформляются в виде отчета, соответствующего требованиям Постановления [2], в который включаются:
а) наименование использованной методики, предусмотренной 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 несоблюдение требований нормативных документов, приводятся формулировки данных требований. При отсутствии нормативных требований указывается, что нормативные требования для объекта отсутствуют;
в) результаты проведения расчетов по оценке пожарного риска;
г) перечень исходных данных и используемых справочных 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 оценке 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 ограждающих конструкций и размещенного оборудования;
вид, количество и размещение горючих веществ и материалов;
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 горючих материалов исходя из данных о функциональном назначении рассматриваемой части здания, сооружения или строения.
Свойства горючей нагрузки в помещении очага пожара следует принимать по данным экспериментальных исследований или справочной литературе. В последнем случае значения свойств (за исключением потребления кислорода) должны быть не менее приведенных к табл. 1. При отсутствии данных значения свойств допускается принимать по табл. 1.
При этом для всех помещений, кроме стоянок легковых автомобилей, рекомендуется принимать круговое распространение пожара в соответствии с формулой (П6.1) прил. 6 Методики (за исключением узких длинных помещений и помещений с расположением горючей нагрузки в виде узкой полосы). Для стоянок легковых автомобилей принимается линейное распространение пожара, а в качестве ширины горючей нагрузки принимается ширина автомобиля.
Максимальную площадь горения для помещений классов функциональной пожарной опасности Ф1 - Ф4 следует 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 людей следует принимать исходя из задания на проектирование, данных заказчика, иной документации на объект, но не менее, чем по 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.
Значения показателей пожарной опасности типовой горючей
нагрузки в помещениях
Административные помещения, учебные классы школ. ВУЗов; кабинеты поликлиник | ||||||||
2.2. Определение частоты реализации пожароопасных ситуаций
Частота реализации пожароопасных ситуаций определяется 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. N 6 к п. 12 Методики при построении полей опасных факторов пожара для различных сценариев его развития учитываются предельно допустимые значения по каждому из опасных факторов пожара, которые составляют:
по повышенной температуре - 70 °C;
по тепловому потоку - 1400 Вт/м2;
по потере видимости - 20 м (для случая, когда оба горизонтальных 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: CO2 - 0,11 кг/м3; CO - 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 высоте 1,7 м от пола помещения.
2.3.2. Ввиду того что проведение расчетов по распространению опасных факторов пожара для всех возможных сценариев развития пожара является практически невыполнимой задачей, в рамках Методики расчет пожарного риска производится по одному или нескольким сценариям, при которых ожидаются наихудшие последствия для находящихся в здании людей. Выбор данных сценариев осуществляется экспертным путем.
Сценарий пожара представляет собой вариант развития пожара с учетом принятого места возникновения и характера его развития. Сценарий пожара определяется на основе данных об объемно-планировочных решениях, размещении горючей нагрузки и людей на объекте. При расчете рассматриваются сценарии пожара, при которых реализуются наихудшие условия для обеспечения безопасности людей. В качестве сценариев с наихудшими условиями пожара 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 распространения ОФП возможно быстрое блокирование путей эвакуации (коридоров, эвакуационных выходов и т.д.). При этом очаг пожара выбирается в помещении малого объема вблизи от одного из эвакуационных выходов, либо в помещении с большим количеством горючей нагрузки, характеризующейся высокой скоростью распространения пламени;
- в помещениях и системах помещений атриумного типа;
- в системах помещений, в которых из-за недостаточной пропускной способности путей эвакуации возможно возникновение продолжительных скоплений людских потоков.
В случаях, когда перечисленные типы сценариев не отражают всех особенностей объекта, возможно рассмотрение иных сценариев пожара.
Сценарии пожара, не реализуемые при нормальном режиме эксплуатации объекта (теракты, поджоги, хранение горючей нагрузки, не предусмотренной назначением объекта и т.д.), не рассматриваются.
2.3.3. 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. Данное положение распространяется также на помещения, в которых в соответствии с нормативными требованиями должно быть не менее двух эвакуационных выходов. Следовательно, расчетом пожарного риска не может быть обосновано устройство одного эвакуационного 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 определяется расчетом.
2.3.4. Для каждого сценария в соответствии с разд. II прил. N 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 моделей - графики зависимости опасных факторов пожара от времени;
- при использовании полевых моделей - поля опасных факторов пожара.
Во всех случаях, за исключением расчета по аналитическим соотношениям для определения критической продолжительности пожара, результаты должны быть представлены в графической форме.
2.3.5. На основе проведенных расчетов определяются времена блокирования путей эвакуации вблизи эвакуационных 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 моделируется эвакуация людей из здания при пожаре.
2.4.2. В соответствии с прил. N 2 - 5 Методики определяется расчетное время эвакуации людей tр. При этом фиксируются также времена движения людей от мест первоначального размещения до эвакуационных выходов и других контрольных точек, а также наличие и длительность скоплений людей на путях эвакуации. Предпочтительно, с точки зрения возможности контроля правильности расчетов, динамику движения людей отобразить на графиках.
2.4.3. На основе информации, полученной при моделировании развития пожара и эвакуации людей, определяется 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 счетной величины
индивидуального пожарного риска
В соответствии с п. 2.1 Методики, в случае если расчетная величина индивидуального пожарного риска превышает нормативное значение, в здании следует предусмотреть дополнительные противопожарные мероприятия, направленные на снижение величины пожарного риска.
2.6. Определение расчетных величин индивидуального
пожарного риска
Согласно Методике индивидуальный пожарный риск отвечает требуемому, если
, (1)где 
- нормативное значение индивидуального пожарного риска, 
год-1; Qв - расчетная величина индивидуального пожарного риска.
Расчетная величина индивидуального пожарного риска Qвi для i-го сценария пожара рассчитывается по формуле
Qвi = Qпi(1 - Kапi)Pпрi(1 - Pэi)(1 - Kп.зi), (2)
где Qпi - частота возникновения пожара в здании в течение года, определяется на основании статистических данных, приведенных в прил. N 1 Методики. При отсутствии статистической информации допускается принимать Qп = 4 · 10-2 для каждого здания; Kапi - коэффициент, учитывающий соответствие установок автоматического пожаротушения (далее - АУП) - требованиям нормативных документов по пожарной безопасности. Значение параметра Kапi принимается равным Kапi = 0,9, если выполняется хотя бы одно из следующих условий:
- здание оборудовано системой АУП, соответствующей 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; Pпрi - вероятность присутствия людей в здании, определяемая из соотношения Pпрi = tфункцi / 24, где tфункцi - время нахождения людей в здании (время функционирования объекта) в часах; Pэi - вероятность эвакуации людей; Kп.зi - коэффициент, учитывающий соответствие системы противопожарной защиты, направленной на обеспечение безопасной эвакуации людей при пожаре, требованиям нормативных документов по пожарной безопасности.
Вероятность эвакуации Pэ рассчитывают по формуле
(3)где tр - расчетное время эвакуации людей, мин; tиэ - время начала эвакуации (интервал времени от возникновения пожара до начала эвакуации людей), мин; tбл - время от начала пожара до блокирования эвакуационных путей в результате распространения на них ОФП, имеющих предельно допустимые для людей значения (время блокирования путей эвакуации), мин; tск - время существования скоплений людей на участках пути (плотность людского потока на путях эвакуации 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 людского потока, приведенной в прил. N 2 к Методике;
- по математической модели индивидуально-поточного движения людей из здания, приведенной в приложении N 3 к Методике;
- по имитационно-стохастической модели движения людских потоков, приведенной в прил. N 4 к Методике.
Выбор способа определения расчетного времени эвакуации 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 учитываются данные, приведенные в прил. N 5 к Методике, в частности, принципы составления расчетной схемы эвакуации людей, параметры движения людей различных групп мобильности, а также значения площадей горизонтальных проекций различных контингентов людей.
Время начала эвакуации tиэ определяется в соответствии с п. 1 прил. N 5 к Методике.
Время блокирования путей эвакуации tбл вычисляется путем расчета времени достижения ОФП предельно допустимых значений на эвакуационных путях в различные моменты времени. Порядок проведения расчета и математические модели для определения времени блокирования путей эвакуации опасными факторами пожара приведен в прил. N 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
Kп.з = 1 - (1 - Kоби KСОУЭ)(1 - Kобн KПДЗ), (4)
где Kоби - коэффициент, учитывающий соответствие системы пожарной сигнализации требованиям нормативных документов 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 здания, сооружения, строения и системы противопожарной защиты, для которых отсутствуют нормы проектирования.
Порядок оценки параметров Kоби, KСОУЭ и KПДЗ приведен 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, предприятия общественного питания, помещения центров проведения досуга, физкультурно-оздоровительный комплекс; комплекс помещений многозального кинотеатра; административные и подсобно-вспомогательные помещения, помещения для инженерного оборудования здания, в т.ч. электрощитовые, насосные, узлы ввода инженерных коммуникаций. В здание встроена подземная одноуровневая стоянка на 495 машиномест. На территории торгово-развлекательного 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 подъемным этажом. В плане здание состоит из 3 частей-блоков с ориентировочной площадью (в пределах наружных стен)
- блок А - гипермаркет продовольственных товаров - 11 500 м2;
- блок Б - торговые галереи, комплекс кинозалов, рестораны, предприятия быстрого питания, подземная автостоянка - 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 занимают торговые залы и галереи. На втором и третьем этажах блока Б размещены два ресторана. На третьем этаже блока Б размещаются предприятия быстрого питания. Также на третьем этаже блока Б размещается 6-зальный кинотеатр, развлекательный комплекс с боулингом. В блоке В - плавательный бассейн с дорожками длиной 25 м, фитнес-центр с комплексом саун.
Наибольшая высота здания составляет 25,85 м, максимальная высота до парапета верхней отметки кровли (кинотеатр) - 19,16 м. Площадь застройки составляет около 42 305 м2. Торгово-развлекательная часть здания проектируется 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 - организации общественного питания, Ф3.5 - помещения бытового обслуживания посетителей, Ф3.6 - физкультурно-оздоровительный комплекс; Ф5.1 - производственные помещения, Ф5.2 - складские помещения, в т.ч. подземная автостоянка.
Здание ТРЦ оборудуется комплексом систем противопожарной защиты, включающим:
- соответствующие объемно-планировочные, конструктивные и технические решения, обеспечивающие разделение здания на пожарные отсеки, части пожарных отсеков, группы помещений, помещения, своевременную (безопасную) эвакуацию людей наружу или в иную безопасную зону, их защиту от опасных факторов пожара, способность сохранения целости здания на все время продолжительности пожара;
- системы противодымной защиты;
- автоматические установки пожаротушения;
- внутренний противопожарный водопровод;
- автоматическую пожарную сигнализацию;
- оповещение и управление эвакуацией людей при пожаре;
- управление вентиляцией, кондиционированием и противодымной защитой;
- управление работой лифтов и эскалаторов (траволаторов);
- 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 рассматриваемого объекта.
3.1.2. Определение частоты реализации
пожароопасных ситуаций
Согласно прил. N 1 к п. 8 Методики для рассматриваемого 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 блока кинозалов.
3.1.3. Экспертный выбор сценариев пожара
Описание сценариев развития пожара
Пожар возникает в помещении автостоянки (помещение N Б.-1.07), расположенном в подвальном этаже, на уровне пола (рис. 1). Месторасположение очага пожара определяет блокирование эвакуационного выхода В3 и способствует быстрому распространению ОФП с последующим блокированием эвакуационных выходов В1, В2 и В4.
Рис. 1. Расчетная схема первого сценария развития пожара
(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 первичного очага пламя распространяется на легковой автомобиль. По мере развития пожара пламя переносится на соседний легковой автомобиль.
Пожар возникает в помещении автостоянки (помещение N Б.-1.01), расположенном в подвальном этаже, на уровне пола (рис. 2). Месторасположение очага пожара определяет блокирование эвакуационного выхода В1 и способствует 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 N 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.
Пожар возникает в помещении торгового зала N А.1.2, расположенном на первом этаже, на уровне пола (рис. 3). Месторасположение очага пожара определяет блокирование эвакуационного выхода В6 и способствует быстрому распространению ОФП с последующим блокированием 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 первичного очага пламя распространяется по расположенным в непосредственной близости горючим материалам.
Пожар возникает в помещении промтоварного магазина N Б.1.085, расположенном на первом этаже, на уровне пола (рис. 4 - 6). Месторасположение очага пожара способствует 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, считались закрытыми. Газообмен между этажами осуществлялся через проемы в перекрытиях. От первичного очага пламя распространяется по расположенным в непосредственной близости горючим материалам.
Пожар возникает в помещении детского бара N 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 закрытыми. От первичного очага пламя распространяется по расположенным в непосредственной близости горючим материалам.
Пожар возникает в помещении кинозала на 258 посадочных мест (помещение N Б.3.017), расположенном на третьем этаже, на уровне пола (рис. 8, 9). Месторасположение очага пожара определяет блокирование эвакуационного выхода В2 и способствует быстрому распространению ОФП с последующим 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 первичного очага пламя распространяется по расположенным в непосредственной близости горючим материалам.
Пожар возникает в административном помещении N Б.4.05, расположенном на четвертом этаже, на уровне пола (рис. 10). Месторасположение очага пожара способствует быстрому распространению ОФП с последующим блокированием 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 N Б.4.15. Все двери, за исключением помещения очага пожара, считались закрытыми. От первичного очага пламя распространяется по расположенным в непосредственной близости горючим материалам.
3.1.4. Выбор метода математического моделирования пожара
Согласно прил. N 6 Методики сформулируем математическую модель развития пожара.
Для описания термогазодинамических параметров пожара применяются три основных группы детерминистических моделей: интегральные, зонные (зональные) и полевые.
Выбор конкретной модели расчета времени блокирования путей эвакуации следует осуществлять исходя из следующих предпосылок:
для зданий, содержащих развитую систему помещений малого объема простой геометрической конфигурации;
для помещений, где характерный размер очага пожара соизмерим с характерными размерами помещения и размеры помещения соизмеримы между собой (линейные размеры помещения отличаются не более чем в 5 раз);
для предварительных расчетов с целью выявления наиболее опасного сценария пожара;
для помещений и систем помещений простой геометрической конфигурации, линейные размеры которых соизмеримы между собой (линейные размеры помещения отличаются 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.);
для помещений сложной геометрической конфигурации, а также помещений с большим количеством внутренних преград (атриумы с системой галерей и примыкающих коридоров, многофункциональные центры со сложной системой вертикальных и горизонтальных связей и т.д.);
для помещений, в которых один из геометрических размеров гораздо больше (меньше) остальных (тоннели, закрытые автостоянки большой площади и т.д.);
для иных случаев, когда применимость или информативность зонных и интегральных моделей вызывает сомнение (уникальные сооружения, распространение пожара по фасаду здания, необходимость учета работы систем противопожарной защиты, способных качественно изменить картину 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 линейных размеров, необходимо делить на участки, размеры которых соизмеримы между собой, и рассматривать их как отдельные помещения, сообщающиеся проемами, площадь которых равна площади сечения на границе участков. Использование 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 пожара при проведении расчетов по распространению опасных факторов пожара будет использоваться полевой метод математического моделирования.
3.1.5. Исходные данные для проведения расчетов
по распространению опасных факторов пожара
Согласно прил. N 6 Методики при проведении расчетов рассматриваются три основных вида развития пожара: круговое распространение пожара по твердой горючей нагрузке, линейное распространение пожара по твердой горючей нагрузке, неустановившееся горение горючей жидкости.
Скорость выгорания для этих случаев определяется формулами:
(5)где 
- удельная скорость выгорания (для жидкостей установившаяся), 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 высоте 1,7 м от пола.
Предельно допустимые значения по каждому из опасных факторов пожара составляют:
по повышенной температуре - 70 °C;
по тепловому потоку - 1400 Вт/м2;
по потере видимости - 20 м (для случая, когда оба горизонтальных 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 (CO2 - 0,11 кг/м3; CO - 1,16 · 10-3 кг/м3; HCl - 23 · 10-6 кг/м3).
При использовании полевой модели определение критического времени имеет существенные особенности, связанные 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 времен для эвакуационных выходов из данного помещения (время блокирования последнего выхода).
Определяется время блокирования tбл:
. (6)При проведении расчета по распространению ОФП для сценария N 1 (пожар в помещении автостоянки (помещение N Б.-1.07) в подвальном этаже) исходя из функционального 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 (стоянки легковых автомобилей):
, кДж/кг .......................................................При проведении расчета по распространению ОФП для сценария N 2 (пожар в помещении автостоянки (помещение N Б.-1.01) в подвальном этаже) исходя из функционального 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 (стоянки легковых автомобилей):
При проведении расчета по распространению ОФП для сценария N 3 (пожар в помещении торгового зала N А.1.2. на первом этаже) исходя из функционального 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):
При проведении расчета по распространению ОФП для сценария N 4 (пожар в помещении промтоварного магазина N Б.1.085 на первом этаже) исходя из функционального 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):
При проведении расчета по распространению ОФП для сценария N 5 (пожар в помещении детского бара N В.3.17 на третьем этаже) исходя из функционального 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 (столовая, зал ресторана):
При проведении расчета по распространению ОФП для сценария N 6 (пожар в помещении кинозала на 258 посадочных мест (помещение N Б.3.017) на третьем этаже) исходя из функционального 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 (зал театра, кинотеатра, клуба):
При проведении расчета по распространению ОФП для сценария N 7 (пожар в административном помещении N Б.4.05 на четвертом этаже) исходя из функционального 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 (административные помещения):
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, импульса, энергии и масс компонентов в рассматриваемом малом контрольном объеме.
Использованная математическая модель включала в себя следующие основные уравнения:
.Уравнение сохранения импульса:
.Для ньютоновских жидкостей, подчиняющихся закону Стокса, тензор вязких напряжений определяется формулой
.
,где 
- статическая энтальпия смеси; Hk - теплота образования k-го компонента; 
- теплоемкость смеси при постоянном давлении; 
- радиационный поток энергии в направлении xj.
Уравнение сохранения химического компонента k:
.Для замыкания системы уравнений используется уравнение состояния идеального газа. Для смеси газов оно имеет вид
,где R0 - универсальная газовая постоянная; Mk - молярная масса k-го компонента.
3.1.7. Построение полей опасных факторов пожара
для различных сценариев его развития
Очаг пожара находится в помещении автостоянки (помещение N Б.-1.07), расположенном в подвальном этаже, на уровне пола.
Динамику данного варианта развития пожара можно проиллюстрировать следующими основными моментами:
10 с - продукты горения достигают потолка помещения очага пожара и распространяются под ним в радиальном 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 эвакуационный выход В4 (рис. 13). Блокируется по признаку превышения концентрации HCl эвакуационный выход В4 (рис. 20);
90 с - блокируется по признаку потери видимости эвакуационный выход В1 (рис. 14);
100 с - блокируется по признаку потери видимости эвакуационный выход В2 (рис. 15). Блокирование эвакуационных выходов В1, В2 и В4 по признаку повышения температуры не происходит (рис. 16). Блокирование эвакуационных выходов В1, В2 и В4 по признаку превышения концентрации CO и CO2 не происходит (рис. 17, 18). Блокирование эвакуационных выходов В1, В2 и В4 по признаку понижения концентрации O2 не происходит (рис. 19). Блокирование эвакуационных выходов В2 и В3 по признаку превышения концентрации HCl не происходит (рис. 21).
Из результатов расчета следует, что наиболее опасным фактором пожара из всех рассмотренных является потеря видимости.
Более подробная информация о времени блокирования отдельных эвакуационных выходов представлена в табл. 2.
Время блокирования tбл ОФП путей эвакуации
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 (K) в горизонтальном сечении
на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 100 с
Рис. 17. Концентрация CO (кг/м3) в горизонтальном сечении
на высоте 1,7 м от уровня пола в момент времени 100 с