CC BY
24УДК 699.8.001.7
Б. Б. Серков
доктор технических наук, профессор, начальник учебно-научного комплекса проблем пожарной безопасности в строительстве Академии ГПС МЧС России
Т. Ф. Фирсова
доцент кафедры пожарной безопасности в строительстве Академии ГПС МЧС России
B. Serkov, T. Firsova
К ВОПРОСУ О СОВРЕМЕННОМ ПОДХОДЕ К ОБЕСПЕЧЕНИЮ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ
Дан анализ противоречий нормативных документов, не приемлемых в современных условиях проектирования и строительства. Рассмотрены общие направления разработки системы противопожарной защиты высотного здания. Названы основные причины проектирования и строительства зданий, не отвечающих противопожарным требованиям, в числе которых важное место занимает отсутствие полноценной ответственности за качество проектирования и строительства. Указаны проблемы, возникшие в связи с перераспределением надзорных функций в органах Государственного пожарного надзора.
TO THE QUESTION ON THE MODERN APPROACH TO MAINTENANCE OF FIRE-PREVENTION PROTECTION OF BUILDINGS
The analysis of contradictions of the normative documents not comprehensible in modern conditions of designing and construction is given. The general directions of system engineering of fire-prevention protection of a highaltitude building are considered. Principal causes of designing and construction of the buildings which were not meeting fire-prevention requirements among which the important place borrows absence of the high-grade responsibility for quality of designing and construction are named. The problems which have arisen in connection with redistribution of the supervising functions of State Fire Supervision organization.
Пожар - слово, вызывающее вполне естественный ужас у любого человека, потому что в нашем восприятии оно связано с болью и потерями, как физическими, так и материальными. К большому сожалению, в России пожары случаются с пугающей регулярностью.
В 2008 г. произошло 200 386 пожаров, при которых погибло 15 165 человек, в том числе 584 ребёнка. На пожарах получили травмы 12 800 человек. Ежедневно в Российской Федерации в среднем происходило 549 пожаров, при которых гибло 42 человека, и 35 человек получали травмы, огнем уничтожалось 166 строений, 27 единиц автотракторной техники и 8 голов скота. Ежедневный материальный ущерб составил 33 млн руб.
Возникший 20 марта 2007 г. в доме престарелых и инвалидов на юге России пожар унес жизни 62 человек; 28 ноября 2008 г. произошел пожар в двухэтажном жилом доме г. Перми, погибло 6 человек; в результате пожара, произошедшего 1 февраля 2009 г. в муниципальном доме в республике Коми, погибли 23 человека.
Считается, что основными причинами возникновения пожаров являются не отвечающие техническим нормам здания, минимум мер противопожарной безопасности и подготовки, а также такие социальные факторы, как курение и пьянство. Однако основная проблема - не отвечающие нормам здания.
Причин появления таких зданий несколько:
- отсутствие знаний нормативных требований, в том числе противопожарных, у проектировщиков и строителей, причиной чего является слабая профессиональная подготовка в вузах;
- нежелание выполнять нормативные требования при проектировании и строительстве -явление, вызванное желанием угодить инвестору для получения очередных заказов;
- объективная невозможность выполнения нормативных требований в полном объеме, что характерно при проектировании многофункциональных комплексов, зданий, не укладывающихся в нормативные высоты, торговых центров с площадью этажа 25 000 м2 и более, что объясняется не столько отсутствием норм проектирования, сколько устаревшими нормативными требованиями;
- нарушения проектной документации в процессе строительства, как правило, в целях удешевления, а также за счет привлечения непрофессиональных строительных бригад;
- отсутствие полномерной ответственности за качество проектирования и строительства.
В последние годы произошли значительные изменения в осуществлении надзорных функций за процессами проектирования и строительства, основанные на Федеральных законах, которые сводятся к следующему:
- в полномочия органов государственной власти Российской Федерации, органов государственной власти субъектов Российской Федерации, органов местного самоуправления в области градостроительной деятельности включены: организация и проведение государственной экспертизы проектов документов территориального планирования и государственной экспертизы проектной документации; осуществление государственного строительного надзора; выдача разрешений на строительство, разрешений на ввод объектов в эксплуатацию при осуществлении строительства, реконструкции, капитального ремонта;
- в полномочия органов государственной противопожарной службы входят: приемка законченных строительством объектов под надзор; осуществление проверок пожарной безопасности в установленные сроки; возбуждение дел об административных правонарушениях с информированием органов государственной власти о нарушениях требований пожарной безопасности.
Такое перераспределение надзорных функций привело к нежеланию органов государственной власти заниматься такими мелочами, как противопожарные требования. В то же время ни органы экспертизы проектов, ни органы строительного надзора в большинстве субъектов не имеют профессиональных экспертов, а противопожарная служба не наделена правом отказа от принятия под надзор зданий с нарушениями противопожарных требований. Бесконечные обращения в судебные органы со стороны противопожарной службы не меняют ситуацию с обеспечением пожарной безопасности на объектах, поскольку сводятся к наложению штрафов, а не лишению лицензий на право проектирования или строительства.
Общеизвестно, что в первую очередь целью обеспечения пожарной безопасности является обеспечение безопасности человека. Система обеспечения пожарной безопасности любого объекта в обязательном порядке должна содержать комплекс мер, направленных на обеспечение нормативного уровня безопасности людей и предотвращение опасности причинения вреда третьим лицам в результате пожара.
Обеспечение пожарной безопасности объектов должно включать в себя системы предотвращения и тушения пожара, противопожарной защиты, а также комплекс организационнотехнических мероприятий (рис. 1).
Система предотвращения пожара Система противопожарной защиты Организационно-технические мероприятия
1. Ограничения в применении пожароопасных материалов 1. Автоматические установки водяного, газового и порошкового пожаротушения 1. Планы пожаротушения объекта при строительстве и эксплуатации
2. Нормирование пределов огнестойкости строительных конструкций 2. Автоматические установки пожарной сигнализации 2. Организация противопожарной службы объекта
3. Нормирование площади пожарного отсека и противопожарной секции 3. Система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре 3. Организация службы эксплуатации систем противопожарной защиты
4. Взаимное размещение помещений в здании (взрыво- и пожароопасных, с массовым пребыванием людей) 4. Системы противодымной защиты 4. Планы эвакуации с соответствующими инструкциями и их отработка
5. Нормирование количества и размеров эвакуационных путей и выходов 5. Защита систем отопления, вентиляции и кондиционирования 5. Обеспечение первичными средствами пожаротушения
6. Соблюдение противопожарных расстояний (разрывы) между зданиями и сооружениями 6. Система внутреннего противопожарного водопровода 6. Обеспечение индивидуальными средствами защиты
7. Соблюдение радиуса выезда пожарной техники 7. Наружное противопожарное водоснабжение 7. Соблюдение противопожарного режима
Рис. 1. Меры обеспечения пожарной безопасности объектов
Пожарная безопасность объекта считается обеспеченной, если выполняется одно из условий - либо в полном объеме выполнены требования пожарной безопасности, установленные техническими регламентами, и используются положения рекомендуемых нормативных документов по пожарной безопасности, либо пожарный риск не превышает допустимых значений, установленных техническими регламентами.
Метод оценки риска гибели людей при пожаре основывается на определении риска гибели человека при пожаре для наиболее опасного сценария развития пожара; использовании расчетных методов прогнозирования динамики опасных факторов пожара и определения времени эвакуации людей в безопасную зону; использовании физико-химических свойств и показателей пожарной опасности веществ и материалов для моделирования динамики опасных факторов пожара по методам, приведенным в нормативных документах по пожарной безопасности; использовании официальных данных об опасных для жизни и здоровья людей значениях факторов пожара.
С 1995 г. в России активизировался процесс проектирования и строительства высотных зданий, значительно затрудненный отсутствием нормативных документов, определяющих принципиальные подходы к их проектированию и учитывающих мировую практику.
В конце февраля 2008 г. в Дубае (ОАЭ) состоялось очередное заседание Всемирного совета по высотным зданиям и городской среде (CTBUH), на котором, к сожалению, присутствовали лишь отдельные представители российских строительных фирм и организаций. На заседании обсуждались проблемы ресурсосберегающего проектирования на примерах башни «Тайбей 101» в Тайване (508 м), башни «Петронас» в Малайзии (452 м), башни «Рен-дом-Хаус» в Нью-Йорке (206 м), башни «Лондон-Бридж-Тауэр» в Лондоне (300 м), башни Шанхайского Всемирного финансового центра в Китае (492 м), основными критериями которых при проектировании стали экономическая целесообразность, функциональность, экологичность, удобство в техобслуживании и рациональность с инженерной точки зрения. Огромный интерес вызвали выступления доктора архитектуры Дэвида Х. Фишера о проектировании и строительстве 70-этажного вращающегося небоскреба в Дубае, председателя объединения инженеров компании CDCI, профессора Иллинойского технологического института (Чикаго, США) Махджуба Элнимеири о проекте «Башни Дубая» с уникальными конструкциями высотой от 350 до 550 м, члена Американского института архитекторов (FAIA), партнера Королевского института британских архитекторов (RIBA) Эдриана Смита о проектировании самого высокого в мире здания башни «Бурж Дубай» и Уильяма Ф. Бейкера о ее строительстве, преодолевшем отметку в 150 этажей (рис. 2).
Рис. 2. Самые высокие здания мира
Процесс проектирования любого здания в России построен на оценке его безопасности по всем направлениям, однако до сих пор отсутствуют критерии оценки безопасности высотных зданий, безусловно отличающиеся от зданий обычной высоты. То же можно сказать о требованиях действующих нормативных документов.
Приведем несколько примеров:
- определение пожарного отсека по СНиП 21-01-97* неприменимо для зданий, разделяющихся на пожарные отсеки по вертикали;
- определение высоты здания по п. 1.5* СНиП 21-01-97* противоречит гидравлическому расчету систем внутреннего противопожарного водоснабжения, учитывающему максимальную отметку подачи воды, которой может оказаться кровля;
- устройство самостоятельных лестничных клеток в каждом вертикальном пожарном отсеке невозможно из-за малой площади этажа;
- методика определения расчетного времени эвакуации, изложенная в ГОСТ 12.1.004-91, устарела, так как не учитывает поэтапную эвакуацию;
- нормативные требования к организации притока и выброса в системах противодымной вентиляции невозможно выполнить при проектировании высотных зданий;
- требования к алгоритму движения лифтов для перевозки пожарных подразделений невозможно выполнить, так как в высотных зданиях используется ступенчатая система лифтов.
Однако противоречия действующих документов не могут остановить творческую мысль архитектора, сегодняшней мечтой которого стало, кроме создания храма и театра, создание высотного здания.
Особое внимание при проектировании высотных зданий уделяется авторами обеспечению безопасности людей, в том числе при возможном возникновении пожара. Термин «пожарная безопасность» определен п. 41 ГОСТ 12.1.003-81, как «состояние объекта, при котором с установленной вероятностью исключается возможность возникновения и развития пожара и воздействия на людей опасных факторов пожара, а также обеспечивается защита материальных ценностей». То есть «пожарная безопасность» каждого объекта должна подтверждаться расчетным обоснованием. Остается разобраться с тем, что должно определять «состояние объекта». Поскольку речь идет об обеспечении пожарной безопасности, очевидно, что «состояние объекта» будет определять применяемая система противопожарной защиты. Глобальные направления при разработке такой системы должны включать:
- применение несущих и самонесущих конструкций, в том числе противопожарных, с расчетными пределами огнестойкости;
- применение расчетных схем эвакуации из отдельных помещений и здания в целом;
- применение установок наружного, внутреннего и автоматического пожаротушения, пожарной сигнализации и оповещения, противодымной защиты, а также первичных средств пожаротушения, подтвержденное расчетами;
- применение максимально безопасных схем обеспечения энергией противопожарных установок;
- применение автоматизированного управления установками, обеспечивающими жизнедеятельность объекта;
- организация и отработка действий администрации, персонала, служащих и (или) жильцов на случай возникновения пожара.
Сегодня ФГУ ВНИИПО МЧС РФ уже разработан проект рекомендаций по обеспечению пожарной безопасности многофункциональных высотных зданий, учитывающий как мировую практику проектирования таких зданий, так и проблемы, возникавшие при проектировании уже построенных и строящихся высотных зданий в России.
В проекте рекомендаций приведен перечень обязательного расчетного комплекса для высотных зданий, состоящий:
- из расчета динамики опасных факторов пожара на фасадах здания для оценки возможности использования незадымляемых лестничных клеток Н1 при эвакуации и обоснования размещения воздухозаборных устройств систем противодымной защиты;
- расчета параметров воздушной среды в зоне покрытия здания для оценки возможности использования вертолетной техники для спасения людей и формирования требований к средствам защиты людей, находящихся на покрытии;
- расчета огнестойкости конструкций здания для оценки несущей способности отдельных элементов и конструктивной системы в целом, возможности распространения пожара за пределы помещения очага пожара (в том числе наружу);
- расчета динамики развития опасных факторов пожара, временных интервалов эвакуации и спасательных работ для разработки алгоритма эвакуации, плана спасательных работ и оценки уровня безопасности людей;
- расчета зон распространения опасных факторов пожара за пределы здания, в том числе при его обрушении.
Указанные расчетные обоснования позволят отойти от волюнтаристских подходов при установлении требуемых пределов огнестойкости несущих строительных конструкций, протяженности и размеров путей эвакуации, требований к проектированию систем пожаротушения и организации спасательных работ.
Рассмотрим в качестве примера концепцию противопожарной защиты башни «Охта-Центр» (рис. 3), которая состоит в следующем:
- разделение здания на пожарные отсеки по высоте через 50-75 м, с учетом пожарной нагрузки офисных помещений;
- обеспечение предела огнестойкости ядра и основания здания не менее 4 ч;
- обеспечение пределов огнестойкости перекрытий, разделяющих здание на пожарные отсеки не менее 4 ч;
- разделение каждого пожарного отсека на 3 или 4 секции перекрытиями с пределом огнестойкости не менее 2 ч. В каждой вертикальной секции проектируются атриумы, образующиеся между наружным и внутренним рядами остекления при повороте этажей;
- каждый вертикальный пожарный отсек здания предлагается оборудовать системами противопожарной защиты:
• спринклерной установкой автоматического пожаротушения;
• внутренним противопожарным водопроводом;
• пожарной сигнализацией адресно-аналогового типа;
• системами дымоудаления на этажах и в атриумах;
• системами подпора воздуха в лестничные клетки и лифтовые шахты;
• системой оповещения 5-го типа;
• лифтами для перевозки пожарных подразделений;
• выполнение всех лифтов в противопожарном исполнении;
- для эвакуации предусмотрены две лестничные клетки типа Н2+Н3 с шириной маршей 1,35 м. Предлагается применение системы поэтапной эвакуации, с разработкой алгоритма оповещения.
Точка зрения автора на обеспечение пожарной безопасности высотных зданий, в основном, сводится к следующему:
- системы пожарной безопасности должны исключать распространение пожара на смежные этажи здания;
- системы пожарной безопасности должны включаться в общую систему безопасности здания;
- высотные здания следует разделять на пожарные отсеки с учетом функционального назначения помещений, величины пожарной нагрузки и расчетной площади пожарного отсека;
- разделение на пожарные отсеки следует осуществлять в основном с помощью технических этажей, что позволит решить проблемы размещения технических средств систем пожарной безопасности и иного необходимого для жизнеобеспечения здания оборудования;
- все лифты должны иметь режим перевозки пожарных подразделений, при этом алгоритм их перемещения в случае возникновения аварийной ситуации должен отрабатываться специализированными подразделениями;
- количество лестничных клеток любого вертикального отсека должно быть не менее двух, а для пожарных отсеков с помещениями классов Ф2, Ф3 функциональной пожарной опасности необходимо выполнять расчетное обоснование;
- многосветные помещения с открытыми лестницами и (или) эскалаторами или без них, могут размещаться в пределах только одного пожарного отсека;
- каждый отсек здания должен обеспечиваться автономными системами противопожарной защиты;
- в многофункциональных высотных зданиях следует применять зонную систему оповещения и управления эвакуацией;
- каждое многофункциональное высотное здание должно иметь пункт управления системами противопожарной защиты и системами безопасности объекта, обеспеченный прямой связью с диспетчерской противопожарной службы города.
Alternative Directions of Escape "Available !
Рис. 3. Пример проектирования лестнично-лифтового узла в башне «Охта-Центр» (г. Санкт-Петербург)
Основные выводы
В заключение следует акцентировать внимание читателей на том, что пожарная безопасность любого здания должна обеспечиваться, прежде всего, на стадии отвода земельного участка, затем на стадиях проектирования и строительства, так как если здание уже построено, устранить нарушения противопожарных требований значительно сложнее, а иногда невозможно.
Важно, чтобы авторы проектов понимали, что они проектируют не «пожарные» лестницы, а лестничные клетки, призванные обеспечить безопасность людей в любой ситуации; величина противопожарного расстояния между зданиями определена по классической теории тепломас-сопереноса, а не придумана представителями противопожарной службы; пределы огнестойкости строительных конструкций и площади пожарных отсеков установлены с учетом возможной пожарной нагрузки.
Инвесторы должны осознавать, что специальные технические условия на проектирование противопожарной защиты здания, столь модные в настоящее время, предназначены для проработки комплексной системы, а не для подтверждения элементарных нарушений противопожарных требований.
Представителям экспертизы проектов необходимо владеть не только нормативными требованиями, к сожалению часто допускающими неоднозначное решение, но и методами определения расчетного и необходимого времени эвакуации, расчета огнестойкости строительных конструкций в условиях реального пожара.
Представителям строительного надзора следует работать в тесном сотрудничестве с проектировщиками и не допускать отступлений от проектной документации.
УДК 614.841.334
Б. Б. Серков
доктор технических наук, профессор, начальник учебно-научного комплекса проблем пожарной безопасности в строительстве Академии ГПС МЧС России
Д. А. Самошин
кандидат технических наук, преподаватель кафедры пожарной безопасности в строительстве Академии ГПС МЧС России
B. Serkov, D. Samoshin
БЕЗОПАСНАЯ ЭВАКУАЦИЯ ЛЮДЕЙ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ
Рассмотрены проблемы эвакуации людей из высотных зданий: образование продолжительных людских скоплений высокой плотности, сложности организации эвакуации людей с физическими ограничениями, протяженность путей и продолжительность эвакуации в высотных зданиях, а также движение эвакуированных людей по территории здания. Проанализированы способы обеспечения своевременного и беспрепятственного движения людей на основе поэтапной комбинированной (с помощью лифтов) эвакуации.
Ключевые слова: эвакуация, высотные здания, эвакуационное движение.
SAFE EVACUATION DURING CONSTRUCTION AND OPERATION OF HIGH-RISE BUILDINGS
Crucial problems of high-rise building evacuation are discussed in the paper: prolonged high-dense congestions, evacuation of people with disabilities, time-consuming movement along lengthy egress routes, evacuees’ endurance problems and mass crowded moment on the building territory. Means for timely and unimpeded movement towards building exits based on staged combined (with elevators) evacuation are analyzed.
Keywords: evacuation, high-rise buildings, evacuation movement.
В настоящее время высота самой высокой башни мира Тайпей 101 (Тайвань) составляет 508 м, а к 2010 г. высота строящейся башни Бурж Дубаи (ОАЭ) достигнет проектной отметки 807 м. Проблемы обеспечения безопасности людей при пожаре (ЧС) в таких зданиях выходят на первый план. Так, за последние 10 лет произошло более 30 крупных пожаров в высотных зданиях, эвакуация из которых представляла сложную задачу. Погибли и были травмированы десятки человек.
Анализ проектных решений и результатов расчета процесса эвакуации людей из высотных зданий [1-3], позволяют сформулировать следующие основные проблемы.
