CC BY
4НАУЧНАЯ СТАТЬЯ / ORIGINAL ARTICLE
УДК 614.841.411
DOI 10.25257/FE.2024.2.23-31
© А. В. ГОЛКИН1, С. В. МУСЛАКОВА1, В. И. ПРИСАДКОВ1, К. В. ПРИСАДКОВ2
1 ВНИИПО МЧС России, Балашиха, Россия
2 ООО «ЦентрПСР», Владимир, Россия
Инженерный метод расчёта площадей пожарных отсеков в общественных зданиях
АННОТАЦИЯ
Тема. Анализ отечественных и зарубежных нормативных документов показал, что нормативные требования к площадям пожарных отсеков не могут рассматриваться как научно обоснованные. Необходимо разработать новый подход, позволяющий количественно обосновать размеры пожарных отсеков.
Методы. При расчётном обосновании площади пожарных отсеков должны соответствовать определённым критериям. Предложен экономический подход к расчёту размеров пожарных отсеков с критерием приведённых затрат. Площади пожарных отсеков должны отвечать условиям выполнения критерия оптимизации, учитывающего затраты на создание противопожарной защиты здания и риск материальных потерь при пожаре.
Результаты. Приведены аналитические выражения критериев для принятия решения об экономической целесообразности использования системы автоматического пожаротушения либо противопожарных стен, на основе критерия приведённых затрат для одноэтажных общественных зданий. Полученные формулы определяют критические площади пожарных отсеков, при превышении значений которых целесообразно использовать автоматическое пожаротушение либо разделить здание на два пожарных отсека. Рассмотрены три варианта определения размеров пожарных отсеков для одноэтажного здания.
Область применения результатов. Результаты могут применяться в рамках вариантного проектирования площадей пожарных отсеков при разработке противопожарной защиты конкретных объектов с соблюдением принципа экономической целесообразности. Формулы простые и пригодны для инженерных расчётов.
Выводы. Предложено для объектов, пожары на которых могут повлечь существенные материальные потери, включая социальные составляющие пожарных рисков, использовать экономический подход к определению площадей пожарных отсеков на основе оптимизации критерия приведённых затрат. При сравнении вариантов противопожарной защиты объекта выбирается вариант, обеспечивающий минимальное значение критерия. Для трёх вариантов защиты: без противопожарных стен и автоматического пожаротушения, с использованием системы автоматического пожаротушения либо противопожарных стен получены аналитические выражения для площадей пожарных отсеков.
Ключевые слова: пожарный отсек, противопожарная стена, критерий приведённых затрат, система автоматического пожаротушения, экономическая целесообразность.
© A.V. GOLKIN 1, S.V. MUSLAKOVA1, V.I. PRISADKOV1, K.V. PRISADKOV2
1 All-Russian Research Institute for Fire Protection of EMERCOM of Russiа, Balashikha, Russia
2 "Center for Design and Estimate Work" LLC, Vladimir, Russia
Engineering method for calculating the area of fire compartments in public buildings
ABSTRACT
Purpose. The analysis of domestic and foreign regulatory documents showed that the regulatory requirements for the areas of fire compartments cannot be considered as scientifically based. It is necessary to develop a new approach to substantiate quantitatively the sizes of fire compartments.
Methods. When making calculations, the area of fire compartments must meet certain criteria. An economic approach to calculating the size of fire compartments with the criterion of incurred costs is proposed. The areas of fire compartments must meet the conditions for fulfilling the optimization criterion, which takes into account the costs of creating fire protection for the building and the risk of material losses in case of a fire.
Findings. The authors have presented analytical expressions of criteria to make a decision on the economic
feasibility of using an automatic fire extinguishing system or fire walls, based on the criterion of incurred costs for one-story public buildings. The resulting formulas determine the critical areas of fire compartments; if these values are exceeded, it is advisable to use automatic fire extinguishing systems or divide the building into two fire compartments. Three options to determine the size of fire compartments for a one-story building have been considered.
Research application field. The results can be applied in the context of alternative design of fire compartment areas when developing fire protection for specific facilities in compliance with the principle of economic feasibility. The formulas are simple and suitable for engineering calculations.
Conclusions. It is proposed for facilities where fires can cause significant material losses, including social components
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 2
of fire risks, to use the economic approach to determining the area of fire compartments based on optimizing the criterion of incurred costs. When comparing options for fire protection of a facility, the option that provides the minimum value of the criterion should be chosen. For three protection options: without fire walls and automatic fire extinguishing systems, with the use of
automatic fire extinguishing systems or using fire walls, analytical expressions for the areas of fire compartments have been found.
Key words: fire compartment, fire wall, criterion of incurred costs, automatic fire extinguishing system, economic feasibility
ВВЕДЕНИЕ
В отечественной специальной литературе сформулированы цели деления зданий на пожарные отсеки [1-3]:
- ограничение площади пожара;
- создание условий для успешного тушения пожара;
- снижение материальных потерь от пожаров.
В работе [2] даётся ретроспективный анализ разработки требований к размерам пожарных отсеков для общественных зданий. Можно согласиться с авторами, что в настоящее время в России и за рубежом отсутствуют общие критерии оценки эффективности принимаемых решений по делению здания на пожарные отсеки. На практике это приводит к увеличению площадей пожарных отсеков, относительно установленных в нормативных документах (СП 2.13130.2020 «Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты»), закреплённых в специальных технических условиях (СТУ).
Такое состояние нормирования обусловлено разнообразием требований к установлению предельных площадей пожарных отсеков, например, удобством проведения технологических операций, уменьшением затрат на строительство, а с другой стороны, внедрением дополнительных компенсирующих противопожарных мероприятий.
Вместе с тем, вышеуказанное легко может быть потеряно или опровергнуто в случае пожара в зданиях с увеличенными площадями пожарных отсеков относительно нормативных значений. Косвенные критерии для обоснования существуют [4], например, это критерий индивидуального пожарного риска, предусматривающий обеспечение безопасности людей на объекте при условии увеличения площадей пожарных отсеков (Федеральный закон от 22.07.2008 № 123-Ф3 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»).
Целью настоящей статьи является разработка инженерного метода выбора площадей пожарных отсеков с учётом величины материальных потерь от пожаров, вероятности возникновения пожара, затрат на защиту пожарного отсека для вариантов противопожарных мероприятий:
использования систем автоматического пожаротушения или противопожарных стен в здании.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И РЯДА ЗАРУБЕЖНЫХ ПРОТИВОПОЖАРНЫХ ТРЕБОВАНИЙ В ЧАСТИ
ПЛОЩАДЕЙ ПОЖАРНЫХ ОТСЕКОВ
Российские требования к размерам пожарных отсеков. В отечественных противопожарных строительных нормах и правилах в течение длительного времени, включая время выхода СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений», площади пожарных отсеков не устанавливались, а указывались общие принципиальные подходы выделения пожарных отсеков. Конкретные значения размеров пожарных отсеков указывались в отраслевых и межотраслевых нормах.
Для представления о динамике изменения требований к площадям пожарных отсеков общественных зданий за последние 60 лет в отечественных нормативных документах проанализированы данные СНиП 11-Л.2-62 «Общественные здания и сооружения» и СП 2.13130.2020 «Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты».
Сравнение данных показывает:
1) в современных отечественных нормах введено ограничение высоты общественных зданий (до 50 м);
2) в современных нормах увеличена площадь пожарных отсеков до 6 000 м2 относительно первоначальных 2 200 м2;
3) современные нормы более детализированы как по высоте, этажности, так и по степени огнестойкости здания;
4) увеличен диапазон изменения нормативных значений площадей пожарных отсеков;
5) размеры пожарных отсеков общественных зданий зависят от следующих параметров:
- степени огнестойкости здания;
- высоты здания;
- класса конструктивной пожарной опасности;
- наличия автоматических установок пожаротушения.
При проектировании вышеуказанные параметры являются заданными величинами.
Требования некоторых зарубежных нормативных документов к размерам пожарных отсеков в общественных зданиях. В США имеются два нормативных документа, определяющих требования к площадям пожарных отсеков: International Building Code (IBC) и NFPA-5000 [5, 6].
Входными факторами в этих документах являются одни и те же параметры:
- пределы огнестойкости строительных конструкций;
- группа помещений (аналог функциональной пожарной опасности зданий в нормах России);
- фактор фасада и т. д.
В отличие от российских требований нормы США более детально учитывают большее число параметров. Например, если в России 5 степеней огнестойкости зданий, то в нормах США присутствуют 9 степеней пределов огнестойкости.
Строительные нормы США в части площадей пожарных отсеков опираются на исторически сложившуюся практику. В качестве примера в таб-
лице 1 приведём данные из документа [5] для определения соответствия допустимой высоты здания, площади пожарного отсека, пределов огнестойкости и ряда других факторов по материалам IBC. В таблице указана группа помещений по нормам без детализации по подгруппам.
Международным строительным кодексом IBC (применяется в США, Абу-Даби, Карибских островах, Колумбии, Саудовской Аравии и т. д.) общественные здания и помещения по функциональному назначению классифицируются на несколько групп, в том числе [5]:
группа А: общественные здания (Assambly Group), предназначенные для массового пребывания людей, подразделяется на подгруппы:
А-1: культурно-зрелищные здания и помещения с расчётным числом мест (кинотеатры, театры, концертные залы и пр.);
А-2: заведения общественного питания, в том числе ночные клубы, казино (игровые залы), банкетные залы и пр.;
Таблица 1 (Table 1)
Требования IBC в части площадей пожарных отсеков, м2 IBC requirements for fire compartment areas, m2
Тип конструкции по огнестойкости 2
IV V
Группа Показатель3 A B A B A B HT A B
Высота1, м
UL4 48,768 19,812 16,764 19,812 16,764 19,812 15,24 12,192
A-1 N UL 5 3 2 3 2 3 2 1
S UL UL 1 439,95 789,65 1 300,6 789,65 1393,5 1 068,35 510,95
A-2 N UL II 3 2 3 2 3 2 1
S UL UL 1 439,95 882,95 1 300,6 882,55 1 393,5 1 068,35 519,95
A-3 N UL II 3 2 3 2 3 2 1
S UL UL 1 439,95 882,95 1 300,6 882,55 1 393,5 1 368,5 557,4
A-4 N UL II 3 2 3 2 3 2 1
S UL UL 1 439,95 882,55 1 300,6 882,55 1 393,5 1 068,35 557,4
A-5 N UL II UL UL UL UL UL UL UL
S UL UL UL UL UL UL UL UL UL
Примечания:
1 Единицы измерения из футов и квадратных футов в оригинале переведены в систему СИ.
2 Типы конструкций I и II - конструкции из негорючих материалов, кроме специально разрешённых случаев; III - конструкции внешних стен
из негорючих материалов и конструкции внутренних элементов здания из любых разрешённых к применению материалов; IV - конструкции внешних стен из негорючих материалов и внутренние элементы здания цельной или клееной древесины без скрытых пространств; V - конструкции из любых, разрешённых к применению материалов.
3 S - площадь, м2; N - количество этажей.
4 UL - без ограничений.
1 Units of measurement are converted from feet and square feet in the original to the SI system.
2 Structure types I and II - structures made of non-combustible materials, except in specially permitted cases; III - structure of external walls made of non-combustible materials and structure of internal elements of the building from any materials permitted for use; IV (Heavy Timber. HT) - external wall structures made of non-combustible materials and internal building elements made of solid or laminated wood without hidden spaces; V - structures made of any permitted materials.
3 S - area, m2; N - number of floors.
4 UL - unlimited, no restrictions.
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 2
А-3: общественные помещения с массовым пребыванием людей, предназначенные для отдыха и развлечений, проведения собраний и пр., при этом не указанные в других подгруппах группы А (игровые автоматы, художественные галереи, танцевальные залы (без потребления еды и напитков), спортзалы без зрительских мест и пр.);
А-4: сооружения, предназначенные для просмотра спортивных мероприятий в закрытых помещениях с местами для зрителей (арены, катки, бассейны, теннисные корты);
А-5: сооружения, предназначенные для просмотра спортивных мероприятий на свежем воздухе (стадионы, парки развлечений и пр.).
В ОАЭ и Сингапуре [7] используют несколько иные зависимости. В этих странах предусматривается выбор не степени огнестойкости (типа здания), а пределов огнестойкости стен и перекрытий в зависимости от функционального назначения и параметров здания (площадь, высота, объём) (табл. 2).
При этом в ОАЭ допускается для зданий, оборудованных системой автоматического пожаротушения (кроме офисных (коммерческих), промышленных и складских), требования к конструкциям для зданий типа Э проектировать как для зданий типа С, здания типа С как здания типа В. Также данные здания высотой менее 36 м могут проектировать как здания типа А.
В Японии, как и в США, имеются два нормативных документа [8, 9]. Размеры пожарных отсеков в Японии связаны с группой огнестойкости здания, которая должна соответствовать его функциональному назначению. Так, в документе [8] здания делятся на 3 вида: неогнестойкие, квазиогнестойкие, огнестойкие.
В огнестойких зданиях пожары не вызывают обрушения строительных конструкций и не распространяются по ним до локализации пожа-
ра. В квазиогнестойких зданиях распространение пожара ограничивается объёмно-планировочными и конструктивными решениями. Все остальные здания - неогнестойкие.
Огнестойкие и квазиогнестойкие здания должны делиться на пожарные отсеки площадью 1 500 м2. При наличии системы автоматического пожаротушения площадь пожарного отсека в огнестойких и квазиогнестойких зданиях японские нормы допускают увеличить в 2 раза.
Неогнестойкие здания должны быть разделены противопожарными стенами и перекрытиями на части площадью до 1 000 м2.
Вместе с тем в нормах Японии отсутствуют прямые ограничения в размерах площадей пожарных отсеков. В случаях превышения определённых характеристик здания проектируются квазиогнестойкими или огнестойкими соответственно.
Необходимо отметить связь пределов огнестойкости и размеров пожарных отсеков в Японии. Пределы огнестойкости основных несущих конструкций у квазиогнестойких зданий несколько ниже (30-45 мин), чем у огнестойких зданий (60 мин).
Максимальный предел огнестойкости основных несущих конструкций составляет в Японии, как и в США, 180 мин для огнестойких зданий. При таких характеристиках площадь пожарного отсека не ограничивается.
При сравнении противопожарных норм России и США предпочтительнее рассматривать требования к зданиям первой степени огнестойкости (Россия) и к зданиям с типом конструкции 1В (США), наиболее близкие по входным характеристикам.
В результате сравнения установлено:
1) для зданий с конструкциями типа 1В отсутствуют ограничения по площади пожарного отсека общественных зданий;
Таблица 2 (Table 2)
Допустимая площадь пожарных отсеков общественных зданий Allowable area of fire compartments in public buildings
Высота зданий Площадь пола (м2) для зданий
(тип здания) с пребыванием менее 300 человек с пребыванием более 300 человек с пребыванием более 1 000 человек
< 23 м (Type A) 1 440 1 440 1 440
< 55 м (Type B) UL UL UL
< 128 м (Type C) UL UL UL
> 128 м (Type D) UL UL UL
UL- без ограничений
2) повышение пределов огнестойкости несущих конструкций здания до 3 ч (IA) снимает ограничения по высоте зданий;
3) зарубежные нормы предусматривают возможность увеличения площади пожарного отсека за счёт использования системы автоматического пожаротушения и организации территории (общественных проездов) у здания до 3,75 раз для одноэтажных зданий, а для многоэтажных зданий - до 2,75 раза;
4) для общественных зданий российские нормы допускают увеличение площадей пожарных отсеков в 2 раза для зданий I и II степеней огнестойкости. Для зданий III и IV степеней огнестойкости, кроме организаций торговли и бытового обслуживания, также предусмотрена подобная возможность;
5) нормирование площадей пожарных отсеков за рубежом (США, Япония) проводится на основании документов, разработанных эмпирическим путём в рамках исторического опыта [9];
6) установление нормативных площадей пожарных отсеков в ряде зарубежных стран проводится с учётом большого числа факторов, детерминировано по табличным данным. Табличный подход позволяет реализовать вариантное проектирование в части площадей пожарных отсеков на основе неформализованных критериев;
7) в зарубежных нормах отсутствуют критерии и расчётные методы определения площадей пожарных отсеков, основанных на или связанных с общепризнанными критериями.
Следовательно, не может идти речь о непосредственном использовании количественных данных, требований, приведённых в зарубежных нормах. Возможно использование подходов, учёта тенденций нормирования, реализованных на практике, в специфике норм, связанных с использованием новых строительных материалов.
В связи с этим целесообразно разработать новый количественно обоснованный подход к определению площадей пожарных отсеков, позволяющий учесть используемые в нашей стране критерии принятия решений в задачах обеспечения пожарной безопасности.
ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПЛОЩАДЕЙ ПОЖАРНЫХ ОТСЕКОВ В ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЯХ
Выбор площадей пожарных отсеков основан на минимизации критерия приведённых затрат, включающего прогнозируемые материальные потери при пожаре и капитальные затраты
на устройство системы автоматического пожаротушения, противопожарных стен в пожарном отсеке [1, 2, 10, 11].
Ниже изложен инженерный метод выбора (обоснования) площадей пожарных отсеков при использовании только одного дополнительного противопожарного мероприятия: установку в здании либо системы автоматического пожаротушения, либо противопожарных стен. В случае наличия технико-экономических показателей реализации иных противопожарных мероприятий (противопожарные перегородки, первичные средства пожаротушения, противопожарные шторы с водяными завесами и т. д.) изложенный подход легко может быть обобщён.
Данный подход близок к некоторым зарубежным исследованиям [12-14], однако в указанных работах отсутствуют формулы для аналитической оценки площадей пожарных отсеков.
Использование системы автоматического пожаротушения. Ниже рассматривается пожарный отсек в одноэтажном общественном здании (далее отсек, здание) в части риска материального ущерба от пожара. Считается, что для такого здания требования по безопасности людей при пожаре выполняются согласно Федеральному закону от 22.07.2008 № 123-ФЗ.
Оценим площадь пожарного отсека, для защиты которого экономически целесообразно использовать систему автоматического пожаротушения [15].
Критерий приведённых затрат для рассматриваемого пожарного отсека равен [10, 15]:
К^ХБуБР, (1)
где X - частота возникновения пожара, м-2-год-1; 5 - площадь пожарного отсека, м-2; у - стоимость материальных ценностей в здании, включая само здание, руб.-м2; Я - коэффициент материального ущерба при пожаре.
Критерий приведённых затрат для здания, защищённого системой автоматического пожаротушения, равен:
Кг = ХБуБ-Ра) + + ЕСаУ5, (2)
где Ра - надёжность тушения пожара системой автоматического пожаротушения; 5а - площадь для расчёта ущерба при успешном тушении пожара системой автоматического пожаротушения, м2; Са - безразмерный коэффициент, позволяющий учесть капитальные и текущие затраты на устройство системы автоматического пожаротушения, записываемый в долях стоимости здания с оборудованием; Е = 0,12 руб-год-1 - коэффициент эффективности капиталовложений.
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 2
Пожарный отсек экономически целесообразно защищать системой автоматического пожаротушения [10, 15], если
K2 < K1.
Из формул (2) и (1) находим:
Я,/52/? > ку&г((1 -Рг )5 + Яа5а) + ЕСгуБ. (3)
Так как (1-Р ) 5 >> Р Б , то членом Р Б ниже
4 а а а а а
везде можно пренебречь, и из формулы (3) получим
5>
ЕСг RXP
(4)
То есть площадь отсека, при которой экономически не целесообразно использовать систему автоматического пожаротушения, изменяется в пределах
0<5<
ЕСг RXP'
При площадях
S>
£СВ RXP
(5)
отсек экономически целесообразно защищать системой автоматического пожаротушения. Площадь отсека
Sx =
ЕСа RXP'
(6)
критическая для принятия решений об устройстве системы автоматического пожаротушения в пожарном отсеке, зависит от экономических характеристик отсека и системы автоматического пожаротушения (С), устойчивости здания и оборудования к пожару (Я), пожарной опасности процессов в здании X, надёжности тушения пожара в очаге системой автоматического пожаротушения (Ра).
Пример № 1. Рассмотрим отдельно стоящее одноэтажное здание с характеристиками: Са = 0,05, X = 10-5 год-1-м-2, Я = 0,5, Ра = 0,5.
51= °-12°'5 = 2,4-103м2.
1 10"5-0,5-0,5
Результаты расчёта показывают, что систему автоматического пожаротушения с затратами Са = 0,05 при частоте пожара в X = 10-5 год-1-м-2, коэффициенте материального ущерба в здании Я = 0,5 экономически целесообразно применять при площади отсека в здании не менее 2 400 м2.
Использование противопожарных стен. Критерий приведённых затрат для отсека площадью Б:
Kx=XSySR.
Критерий приведённых затрат при делении площади здания на два пожарных отсека равен (пожар может возникнуть в любой части здания):
Ко = XS
+ -Pc)ySR\ + ECcyS-
2-Р
XyS2R + ECcyS,
(8)
где Рс - надёжность противопожарной стены 1 типа; С - коэффициент, показывающий, какая часть стоимости здания уБ относится к затратам на устройство противопожарной стены.
Деление здания на два пожарных отсека целесообразно, если
К > Къ. (9)
Из формул (7), (8) и (9) получим:
XyS2R > -——XyS2R + ECcyS,
(10)
откуда найдем
f W>ECc
или
S>
2 ECr
РСХР
То есть при площади отсека 2 ЕСп
So >-
PXR
(11)
(12)
и больших значениях здание экономически целесообразно разделять на два пожарных отсека. Формула (12) определяет одновременно максимальную площадь здания без использования противопожарных стен.
Пример № 2. Для здания с характеристиками Са = 0,03, X = 10-5 год-1-м-2, Я = 0,5, Ра = 0,5 определим минимальную площадь, начиная с которой экономически целесообразно делить здание на два пожарных отсека.
Подставляя исходные данные в формулу (12)получим:
2-0,12.0,03 =288()м2 2 "0,5-Ю"5-0,5
То есть в рассматриваемом здании с площадью 2 880 м2 и более целесообразно предусматривать противопожарные стены 1 типа для выделения двух пожарных отсеков.
Выбор варианта противопожарной защиты объекта, включающий систему автоматического пожаротушения либо противопожарную стену. Выбор проводится на основе критерия приведённых затрат для отдельно стоящего одноэтажного здания. Если критерии приведенных затрат при делении здания на два пожарных отсека меньше, чем при защите всего здания системой автоматического пожаротушения, то в таком здании экономически целесообразно, в первую очередь, предусмотреть устройство противопожарной стены для деления здания на две части. При этом должно иметь место
Кг > Кг.
(13)
С учётом формул (2), (8) получим: (1 -Pa)RXyS2+ECayS> >^-^XS2yR + ECcyS.
(14)
Раскрывая скобки в формуле (14) получим:
RXS. (15)
E(Ca-Cc)>\Pa-f
Из формулы (15) определим диапазон площадей, при которых экономически целесообразно в здании предусматривать противопожарную стену по сравнению с системой автоматического пожаротушения:
цсш-се)
О <5<
(16)
Пример № 3. Рассмотрим объект с характеристиками Са = 0,05, Сс = 0,08, X = 10-5 год-1-м-2,
Я = 0,5, Р = 0,8, Р = 0,99.
1 1 а 1 1 с 1
Подставляя исходные данные в формулу (16)получим:
^2.(005-0,03) =1400м!
0,8-^40,5-10"5
Таким образом, здание площадью до 1 400 м2 с указанными характеристиками экономически целесообразно защищать путём устройства противопожарных стен 1 типа, чем с использованием системы автоматического пожаротушения. При площади здания свыше 1 400 м2 использование системы автоматического пожаротушения является предпочтительным.
Приведённые выше примеры имеют скорее качественный характер, показывают диалектику связей площадей пожарных отсеков со входными характеристиками объекта.
Вышеизложенные материалы находятся в рамках вариантного проектирования систем противопожарной защиты общественных зданий и коррелируют с мировыми тенденциями подходов к разработке систем противопожарной защиты зданий [16-19] при обеспечении условий безопасной эвакуации людей при пожаре из здания [20, 21].
Вн
у
ВЫВОДЫ
настоящее время отсутствует единый научно обоснованный подход к определению площадей пожарных отсеков, включая Россию и зарубежные страны. Площади пожарных отсеков, как правило, устанавливаются с учётом исторических представлений и складывающейся практики строительной пожарной профилактики. В то же время развитие науки, теоретических основ инженерных расчётов гибкого нормирования (вариантного проектирования), критериальных подходов и оценок эффективности отдельных противопожарных мероприятий, а также результаты компьютерного моделирования пожаров создают необходимую основу для расчётного обоснования размеров пожарных отсеков.
Для расчётного обоснования рационального варианта площади пожарного отсека необходимо установить критерии выбора площадей пожарных отсеков при безусловном соблюдении требований Федерального закона № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» в части безопасности людей при пожаре.
Авторами предложено для объектов, для которых последствия пожаров могут иметь денежное выражение, включая социальные составляющие пожарных рисков, использовать экономический подход к определению площадей пожарных отсеков на основе оптимизации критерия приведённых затрат. При сравнении двух вариантов противопожарной защиты объектов выбирается вариант, обеспечивающий минимальное значение критерия.
Для трёх вариантов защиты - с использованием системы автоматического пожаротушения и без неё либо с использованием противопожарных стен - получены аналитические выражения для площадей пожарных отсеков. Формулы для инженерных расчётов пожарных отсеков содержат минимальное количество входных факторов (4-6 факторов), значения которых могут быть установлены на основе статистических данных о пожарах на аналогичных объектах.
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 2
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Присадков В. И. Разработка методов выбора рациональных вариантов систем противопожарной защиты промышленных зданий: дисс. д-ра техн. наук. М.: ВНИИПО МВД России, 1990. 540 с.
2. Корольченко Д. А, Пронин Д. Г. Научно-техническое обоснование размеров пожарных отсеков в зданиях и сооружениях. М.: Пожнаука, 2014. 104 с.
3. Косачев А. А. Применение объемно-планировочных и конструктивных решений для обеспечения пожарной безопасности многофункциональных общественных зданий // Пожа-ровзрывобезопасность. 2010. Т. 19. № 1. С. 27-30.
4. Панов А. А., Журавлев Ф. Ю., Журавлев Ю. Ю. Независимая оценка риска для расчёта пожарного риска в общественных зданиях, сооружениях и пожарных отсеков различных классов функциональной пожарной опасности // Пожаровзрывобезопасность. 2019. Т. 28. № 5. С. 9-18. D0I:10.18322/PVB.2019.28.05.9-18
5. International Building Code (IBC) // International Code Council Inc. USA, 2021. Режим доступа: https://codes.iccsafe.org/ content/IBC2021P2 (дата обращения 12.12.2023).
6. NFPA 5000. Building Construction and Safety Code // National Fire Protection Association. Quincy, MA, 2021 Edition. 677 p.
7. Code of Practice for Fire Precautions in Buildings 2018. Singapor. 546 p.
8. The building standard Low of Japan 2004 // Building Center of Japan. July 2004. 438 p.
9. CIB W14 Report. A conceptual approach towards a probability based designs guide on structural fire safety // Fire Safety Journal. 1983. Vol. 6. Pp. 1-79.
10. Присадков В. И., Муслакова С. В., Абашкин А. А, Присадков К. В. К вопросу оптимизации площадей пожарных
отсеков // Современные проблемы гражданской защиты. 2022. № 3(44). С. 55-59.
11. Присадков В. И., Муслакова С. В., Присадков К. В. Оптимизация объемно-планировочных решений зданий с учетом материальных потерь при пожарах // XXXIV международная научно-практическая конференция, посвященная 85-летию ФГБУ ВНИИПО МЧС России. М., 2022. С. 489-494.
12. Romachandran G. The economics of fire protection. E&FN Spon, UK, London, 1998. 230 p.
13. Fitzgerald R.W. Building fire performance analysis. John Wiley&Sons Ltd, England, 2004. 515 p.
14. Collins David S. Balance, height and area, and the building codes // Fire Protection Engineering. 2006. Vol. 30. Pp. 44-55.
15. Аболен^в Ю. И. Экономика противопожарной защиты. М.: ВИППШ МВД СССР, 1985. 216 с.
16. Quintiere James G. Fundamentals of fire phenomena. John Wiley&Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex P019 8SQ, England, 2006. 439 p.
17. Lateille Jane I. Fire protection engineering in building design. Elsevier Science, USA, 2003. 133 p.
18. Malhorta H.L. Fire compartmentation: need and specification // Fire Surveyor. 1993. Vol. 22(2). Pp. 4-9.
19. John F. Devlin. A modern approach to determining building height and area for fire safety // Fire Protection Engineering. 2009. Vol. 42. Pp. 32-38.
20. Холщевников В. В. Гносеология людских потоков: монография. М.: Академия ГПС МЧС России, 2019. 592 c.
21. Холщевников В. В., Самошин Д. А. Эвакуация и поведение людей при пожарах: учеб. пособие. М.: Академия ГПС МЧС России, 2009. 212 c.
REFERENCES
1. Prisadkov V.I. Razrabotka metodov vybora racionalnyh variantov system protivopozharnoy zashity promyshlennyh zdaniy [Development of methods for selecting rational options for fire protection systems for industrial buildings. Doctor's thesis]. Moscow, All-Russian Research Institute for Fire Protection of the Ministry of EMERCOM of Russia, 1990. 540 p. (in Russ).
2. Korolchenko D.A., Pronin D.G. Nauchno-tekhnicheskoe obosnovanie razmerov pozharnyh otsekov v zdaniyah I sooruzheniyah: monografiya [Scientific and technical justification of the size of fire compartments in buildings and structures: monograph]. Moscow, Pojnauka Publ., 2014. 104 p. (in Russ).
3. Kosachev A.A. Application of volumetric-planning and constructional decisions for fire safety protection of multifunctional public buildings. Pozharovzryvobezopasnost - Fire and Explosion Safety. 2010, no.1, pp. 27-30 (in Russ).
4. Panov A.A., Zhuravlev S.Yu., Zhuravlev Yu.Yu. Independent risk assessment and initial data for calculation of fire risk in public buildings, constructions and fire divisions of different classes of functional fire hazard. Pozharovzryvobezopasnost -Fire and Explosion Safety. 2019, no. 5, pp. 9-18 (in Russ). D0I:10.18322/PVB.2019.28.05.9-18
5. International Building Code (IBC). International Code Council Inc., USA, 2021. Available at: https://codes.iccsafe.org/ content/IBC2021P2 (accessed December 11, 2023) (in Eng.).
6. NFPA 5000. Building Construction and Safety Code. National Fire Protection Association, Quincy, MA, 2021 Edition. 677 p. (in Eng.).
7. Code of Practice for Fire Precautions in Buildings 2018. Singapor. 546 p. (in Eng.).
8. The building standard Low of Japan 2004. Building Center of Japan. July 2004. 438 p. (in Jap.).
9. CIB W14 Report. A conceptual approach towards a probability based designs guide on structural fire safety. Fire Safety Journal. 1983, vol. 6, pp. 1-79 (in Eng.).
10. Prisadkov V.I., Muslakova S.V., Abashkin A.A., Prisadkov K.V. On the issue of optimizing the areas of fire compartments. Sovremennye problemy grazhdanskoy zashity -
Modern problems of civil protection. 2022, no. 3(44), pp. 5559 (in Russ).
11. Prisadkov V.I., Muslakova S.V., Prisadkov K.V. Optimization of space-planning solutions of buildings taking into account material losses during fires. In: KKKIV mezhdunarodnaya nauchno prakticheskaya konferentsyay FGBU VNIIPO MChS Rossii [Proceedings of the XXXIV International Scientific and Practical Conference dedicated to the 85th anniversary of the All-Russian Research Institute for Fire Protection of EMERCOM of Russia]. Moscow, 2022. pp. 489-494 (in Russ).
12. Romachandran G. The economics of fire protection. E&FN Spon, UK, London, 1998. 230 p. (in Eng.).
13. Fitzgerald R.W. Building fire performance analysis. John Wiley & Sons Ltd, England, 2004. 515 p. (in Eng.).
14. Collins David S. Balance, height and area, and the building codes. Fire Protection Engineering, 2006, vol. 30, pp. 44-55.
15. Abolentsev Yu. Ekonomika protivopozharnoy zashity [Economics of fire protection].Moscow, Higher Engineering Fire-technical School of the Ministry of Internal Affairs of the USSR Publ., 1985. 216 p. (in Russ).
16. Quintiere James G. Fundamentals of fire phenomena. John Wiley&Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex PO19 8SQ, England, 2006. 439 p. (in Eng.).
17. Lateille Jane I. Fire protection engineering in building design. Elsevier Science, USA, 2003. 133 p. (in Eng.).
18. Malhorta H.L. Fire compartmentation: need and specification. Fire Surveyor, 1993, vol. 22(2), pp. 4-9 (in Eng.).
19. John F. Devlin. A modern approach to determining building height and area for fire safety. Fire Protection Engineering, 2009, vol. 42, pp. 32-38 (in Eng.).
20. Kholshchevnikov V.V. Gnoseologiya ludskih potokov [Epistemology of human flows]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2019. 592 p. (in Russ).
21. Kholshchevnikov V.V., Samoshin D.A. Evakuatsiy I povedenie ludeypripozharah [Evacuation and behavior of people in case of fires]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2009. 212 p. (in Russ).
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ Алексей Викторович ГОЛКИН Н
Заместитель начальника отдела,
ВНИИПО МЧС России, Балашиха, Российская Федерация ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2940-0633 Н [email protected]
Светлана Витальевна МУСЛАКОВА
Кандидат технических наук
ведущий научный сотрудник, ВНИИПО МЧС России, Балашиха, Российская Федерация ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6146-8059 [email protected]
Владимир Иванович ПРИСАДКОВ
Доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник, ВНИИПО МЧС России, Балашиха, Российская Федерация SPIN-код: 760543
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2161-0794 [email protected]
Константин Владимирович ПРИСАДКОВ
Ведущий специалист ООО «ЦентрПСР», Владимир, Российская Федерация ORCID: https://orcid.org/: 0000-0002-8307-3257 [email protected]
Поступила в редакцию 11.01.2024 Принята к публикации 12.02.2024
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS Aleksey V. GOLKIN H
Deputy Chief of the Department,
All-Russian Research Institute for Fire Protection
of EMERCOM of Russiа (VNIIPO), Balashikha, Russian Federation
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2940-0633
Svetlana V. MUSLAKOVA
PhD in Engineering,
Leading Researcher, All-Russian Research Institute for Fire Protection of EMERCOM of Russiа (VNIIPO), Balashikha, Russian Federation ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6146-8059 [email protected]
Vladimir I. PRISADKOV
Grand Doctor in Engineering, Professor,
Chief Researcher, All-Russian Research Institute for Fire Protection of EMERCOM of Russiа (VNIIPO), Balashikha, Russian Federation SPIN-код: 760543
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2161-0794 [email protected]
Konstantin V. PRISADKOV
Senior Researcher,
"Center for Design and Estimate Work" LLC, Vladimir, Russian Federation ORCID: https://orcid.org/: 0000-0002-8307-3257 [email protected]
Received 11.01.2024 Accepted 12.02.2024
Для цитирования:
Голкин А. В., Муслакова С. В., Присадков В. И., Присадков К. В. Инженерный метод расчёта площадей пожарных отсеков в общественных зданиях // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 2. С. 23-31. 001:10.25257/РЕ.2024.2.23-31
For citation:
Golkin A.V., Muslakova S.V., Prisadkov V.I., Prisadkov K.V. Engineering method for calculating the area of fire compartments in public buildings. Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, likvidatsiya -Fire and emergencies: prevention, elimination. 2024, no. 2, pp. 23-31. (in Russ.). D0l:10.25257/FE.2024.2.23-31
