К вопросу о целях выезда подразделений пожарной охраны на пожар Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

ПОЖАРНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

УДК 614.841.33(045)

К ВОПРОСУ О ЦЕЛЯХ ВЫЕЗДА ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ ПОЖАРНОЙ ОХРАНЫ НА ПОЖАР И. А. Муконина

Рассматривается задача введения новой цели выезда подразделений пожарной охраны — спасение людей. Предложена математическая модель определения максимально допустимого расстояния от здания повышенной этажности до пожарного депо с учетом спасения людей различными способами (при помощи эластичного рукава, коленчатого подъемника, автолестницы, спасательной веревки, спасание людей выносом на руках). Предложены пути совершенствования разработанной математической модели.

Ключевые слова: пожар, пожарная охрана, пожарное депо, меры пожарной безопасности, спасение людей.

Введение. В 2009 г. в нашей стране вступили в силу Федеральный закон «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» [1] и СП 11.13130.2009 [2]. Статья 76 Федерального закона [1] гласит: «Дислокация подразделений пожарной охраны на территориях поселений и городских округов определяется исходя из условия, что время прибытия первого подразделения к месту вызова в городских поселениях и городских округах не должно превышать 10 минут, а в сельских поселениях — 20 минут».

Статья 97 Федерального закона [1] определяет требования к месту размещения пожарных депо на территории производственного объекта. Определение числа и мест дислокации подразделений пожарной охраны проводится в соответствии с СП 11.13130.2009 [2] на основании расчетного определения максимально допустимого расстояния от объекта предполагаемого пожара до ближайшего пожарного депо, определения пространственных зон

Муконина Ирина Александровна, аспирант кафедры пожарной и промышленной безопасности, Воронежский государственный архитектурностроительный университет; Россия, г. Воронеж, тел.: 8-951-871-86-29; e-mail: miral2000@yandex.ru

© Муконина И.А., 20i3

размещения пожарных депо для каждого объекта и областей пересечения этих пространственных зон для всей совокупности объектов предполагаемого пожара. При этом максимально допустимое расстояние от объекта пожара до пожарного депо определяется в зависимости от особенностей объекта (наличия автоматической пожарной сигнализации, пожарной опасности веществ и материалов, находящихся в здании и т. п.) и целей выезда дежурного караула на пожар:

- цель № 1: ликвидация пожара прежде, чем его площадь превысит площадь, которую может потушить один дежурный караул;

- цель № 2: ликвидация пожара прежде, чем наступит предел огнестойкости строительных конструкций в помещении пожара;

- цель № 3: ликвидация пожара прежде, чем опасные факторы пожара достигнут критических для жизни людей значений [2].

Цель № 1 определяет максимально допустимое расстояние от объекта пожара до пожарного депо А, цель № 2 — 1ъ цель № 3 — 1з соответственно.

Цель № 3 в соответствии с требованиями СП 11.13130.2009 подлежит реализации при тушении пожаров в зданиях с массовым пребыванием людей, когда расчетное время эвакуации людей из здания больше необходимого времени эвакуации, а также при ликвидации пожаров в помещениях, из

которых эвакуация людей невозможна без причинения вреда их жизни или нецелесообразна по условиям технологического процесса.

Если расчетное время эвакуации людей из здания больше необходимого времени эвакуации людей, очевидно, что опасность для жизни наступает до того, как люди эвакуируются из здания, то есть их эвакуация не завершается до прибытия пожарных подразделений.

К помещениям, из которых эвакуация людей невозможна без причинения вреда их жизни, относятся, например, помещения с послеоперационными больными, помещения с людьми в барокамерах.

Причем данные положения СП 11.13130.2009 несколько противоречат положениям статьи 53 Федерального закона [1], которая гласит, что каждое здание должно иметь такое объемно-планировочное и конструктивное исполнение, чтобы обеспечивалась безопасная эвакуация людей при пожаре. При невозможности безопасной эвакуации людей их защита обеспечивается посредством систем коллективной защиты (противодымная защита, устройство незадымляемых лестничных клеток, проектирование безопасных зон в зданиях).

Стоит отметить, что пожары, которые произошли в зданиях повышенной этажности, показывают, что осуществить эвакуацию людей до наступления критических значений опасных факторов пожара в большинстве случаев невозможно [3].

Что касается жилых многоэтажных зданий, ситуация усложняется присутствием маломобильных групп населения — немощных людей, мобильность которых снижена из-за старения организма (инвалидов по старости); инвалидов, использующих при движении дополнительные опоры (костыли, палки); инвалидов, передвигающихся на креслах-колясках, приводимых в движение вручную; беременных женщин. Если в новостройках принимаются меры по эвакуации инвалидов при пожаре, то в большинстве жилых домов, построенных ранее, соответствующих мер не было принято. При этом даже при работающей системе противодым-ной защиты люди могут быть блокированы не только на этаже пожара, но и на других этажах из-за высокой скорости распространения дыма и потоков тепла [3].

Таким образом, в многоэтажных зданиях прибывающие пожарные подразделения в большинстве случаев немедленно приступают к спасению людей. При этом стоит отметить, что цель № 3 в [2] не учитывает спасение людей при пожаре, а только ликвидацию пожара (его тушение) прибывшими силами и средствами одного дежурного караула. Так как сил одного дежурного караула не всегда достаточно для проведения спасательных работ и тушения пожара, а спасение людей — первоочередная задача для пожарной охраны, автор считает необходимым введение цели № 4 — спасение людей прежде, чем опасные факторы пожара достигнут критических для жизни людей значений.

В связи с обозначенными проблемами возникает необходимость разработки математической модели определения максимально допустимого расстояния от объекта пожара до пожарного депо в зависимости от цели выезда дежурного караула на пожар (цель № 4) — спасение людей прежде, чем опасные факторы пожара достигнут критических для жизни людей значений.

1. Математическая модель определения максимально допустимого расстояния от объекта пожара до пожарного депо с учетом проведения спасательной операции. Спасение людей — действия по эвакуации людей, которые не могут самостоятельно покинуть зону, где имеется вероятность воздействия на них опасных факторов пожара [3].

Время, за которое должны быть проведены работы по спасению людей подразделениями пожарной охраны, не должно превышать время наступления критических значений опасных факторов пожара (необходимого времени эвакуации людей из помещения при пожаре). В математической форме запишем:

(1)

где тоб — время от момента возникновения пожара до момента его обнаружения, мин; тс — время от момента обнаружения пожара до момента сообщения о нем в пожарную охрану, мин; тсб — время сбора личного состава по тревоге, мин; тсл — время следования пожарных подразделений до места пожара, мин; тбр — время от момента прибытия на пожар до момента подачи огнетушащего средства из первого ствола в очаг пожара (время боевого развертывания), мин; тси. — время проведения спасательной операции по спасению людей из мест их сосредоточения, мин; т„б — необходимое время эвакуации людей из помещения (здания, сооружения) при пожаре, мин.

Нормирование радиуса выезда изменилось на нормирование временной характеристики, которая, очевидно, определяется по формуле

, = ^ „ , (2)

4 60

где 14 — максимально допустимое расстояние по дорогам населенного пункта от здания (сооружения) до пожарного депо при четвертой цели выезда на пожар, км; Vсл — средняя скорость следования пожарных автомобилей, км/ч.

Подставив в формулу (2) формулу (1), получим

І4 ^ ^ (т 4 60 '

.).

(3)

Спасение людей организуется и проводится в зависимости от наличия спасательных устройств у прибывшего подразделения пожарной охраны, таких как автолестницы, коленчатые подъемники, спасательные рукава, спасательные веревки и т. п.

й + X +Т.+Т

об с сб

+ ^бр+ х

X

х

х

X

X

X

нб

о б

с б

Рассмотрим формулу (3) — математическую модель цели № 4 — в зависимости от применяемых спасательных устройств.

2. Определение максимально допустимого расстояния по дорогам населенного пункта от здания (сооружения) до пожарного депо в случае спасания людей при помощи эластичного рукава, коленчатого подъемника, автолестницы. Суммарное время Тс спасательной операции по спасанию всех людей из мест сосредоточения при помощи одного спасательного средства спасания в соответствии с методикой, приведенной в [3]:

Тс -£ h +£ і2 +£ іфп+£ и +£ ч +£ v

(4)

где ^ — время приведения средства спасания в рабочее состояние на требуемой позиции (в среднем 120 с), мин; t2 — время подъема, поворота и выдвигания средства спасания к месту сосредоточения спасаемых людей, мин:

(5)

где h — высота выдвигания, м; Уе — скорость выдвигания (в среднем 0,3 м/с), м/мин; к — число мест сосредоточения спасаемых людей; к2 — число передислокаций средства спасания с одной позиции на другую (к2 = к1 - 1).

Фактическое время спуска на землю всех спасаемых людей из одного места сосредоточения при спасании с помощью эластичного рукава или коленчатого подъемника Тф равно

Т

(6)

где П — пропускная способность средства спасания (табл. 18.7 [3]); п — число людей, терпящих бедствие при пожаре в одном месте сосредоточения на высоте h метров; к — коэффициент задержки, учитывающий увеличение времени спуска на землю за счет потерь времени при входе спасаемых людей в средство спасания (табл. 18.7 [3]).

ґ

Фактическое время Тф1 спуска на землю первого человека, спасаемого при помощи автолестницы:

Т

фі

б ■ П ■ h ■ к .

(?)

Фактическое время Тфп спуска на землю п-го человека, спасаемого при помощи автолестницы:

Т

фп

■тфі + б ■П ■ hl(п -

1) к .

(S)

где h-l = 3 м — расстояние по вертикали между людьми, спускающимися по лестнице; t4 — время сдвигания, поворота и опускания средства спасания (и = t2), мин; t5 — время приведения средства спасания в транспортабельное состояние (^ = ^), мин; 4 — время передислокации средства спасания с одной позиции на другую, мин:

- s іб - V ’

(9)

где £ — расстояние передислокации, м; V — скорость передислокации (0,5 м/с), м/мин.

Количество Ысп средств спасания при требуемом времени Ттр проведения спасательной операции по спасанию людей из всех мест сосредоточения:

N

Тс

Тт

(10)

где Ттр — время, по истечении которого хотя бы один опасный фактор пожара в месте сосредоточения спасаемых людей принимает опасное для жизни человека значение. Рассчитывается для конкретных условий или подбирается исходя из опыта спасания людей в аналогичных случаях, мин.

Подставим формулы (4) и (10) в формулу (3), (учитывая, что Ттр и тнб — одна и та же величина). Получим математическую модель определения максимально допустимого расстояния от здания (сооружения) до пожарного депо в случае спасания людей при помощи эластичного рукава, коленчатого подъемника, автолестницы:

V

l4 <-^ 4 б0

£ tl

+£ t2 +£ ґфп +£ t4 +£ t5 +£ t(

т -т -т - т -т -

N„

(11)

3. Определение максимально допустимого расстояния по дорогам населенного пункта от здания (сооружения) до пожарного депо в случае спасания людей выносом на руках. Суммарное время Тс проведения спасательной операции (время выноса всех спасаемых людей наружу здания или сооружения) при вовлечении в нее имеющихся в наличии Ыпн пожарных:

А ■ h ■ N ■ к

Т - A h Nc к1 + N ■ f .

с N c J

пн

где А1 = 1,2 (чел. х мин)/(чел. х м).

(12)

Физический смысл числа А\ выражает среднюю производительность одного пожарного (в числителе «человек»), который в течение 1,2 минуты спускает одного спасаемого человека (в знаменателе «человек») на один метр по вертикали; h — высота от уровня земли, на которой находятся люди, терпящие бедствие при пожаре, м; N — число людей, нуждающихся в спасании способом выноса на руках; / = 1 мин/чел. — коэффициент, учитывающий потери времени за счет образования очереди спасателей при их движении к месту и от места скопления спасаемых людей, а также при их

снабжении средствами индивидуальной защиты органов дыхания; ^ = 1 — при работе пожарных без средств индивидуальной защиты органов дыхания; ^ = 1,5 — при работе пожарных в средствах индивидуальной защиты органов дыхания.

Подставим формулу (12) в формулу (3), учитывая, что Ттр и тнб — одна и та же величина. Получим математическую модель определения максимально допустимого расстояния от здания (сооружения) до пожарного депо в случае спасания людей выносом на руках:

60

(1З)

X нб - X об - X с - X об - X бр -

4. Определение максимально допустимого расстояния по дорогам населенного пункта от здания (сооружения) до пожарного депо в случае спасания людей при помощи спасательной веревки. Суммарное время Тс проведения спасательной операции при вовлечении в нее имеющихся в наличии Nн пожарных:

А ■ h ■ N ■к ■к

Т = А2 п N' к2 к + 0,15■ h^k

с N...

(14)

где А2 = 0,1 (чел. х мин/чел. х м). Физический смысл числа А 2 выражает среднюю производительность одного пожарного (в числителе «человек»), который в течение 0,1 минуты спускает одного спасаемого человека (в знаменателе «человек») на

v„

60

один метр по вертикали; h — высота от уровня земли, на которой находятся люди, терпящие бедствие при пожаре, м; N — число людей, нуждающихся в спасании при помощи спасательной веревки; ^ = 0,15 мин/м — время подъема пожарных без средств индивидуальной защиты органов дыхания на 1 м по вертикали; ^ = 2 — учет времени освобождения спасаемого человека от спасательной веревки, времени подъема освободившейся веревки для повторного использования, времени на непредвиденные обстоятельства.

Подставим формулу (14) в формулу (3). Получим математическую модель определения максимально допустимого расстояния от здания (сооружения) до пожарного депо в случае спасания людей при помощи спасательной веревки:

А ■ h ■ N ■к ■к А к2 к1 + 0,15 ■ h ■к,

N,„

(15)

5. Определение максимально допустимого расстояния по дорогам населенного пункта от здания (сооружения) до пожарного депо в случае спасания людей с помощью коленчатого подъемника (на примере г. Воронежа). Рассмотрим на примере десятиэтажного офисного здания, имеющего две пожаробезопасные зоны на десятом этаже. Количество людей в каждой пожаробезопасной зоне — 10 человек.

Пожаробезопасная зона отделена от других помещений и примыкающих коридоров противопожарными преградами, имеющими пределы огнестойкости:

- стены — REI 90,

- перекрытия — REI 60,

- двери 1-го типа — Е1 60,

- окна 1-го типа — Е 60.

Расстояние передислокации спасательного средства (расстояние между зонами безопасности) — 30 м.

Получим:

тнб = 60 мин; ^ = 120 с = 2 мин;

t2 = 100 с = 1,67 мин (рассчитывается по (5), принято: h = 30 м, Уе = 0,3 м/с);

(

, 40

'4 < 60

Х 2 + Х1,67 + Х12 + Х1,67 + Х 2 + Х

к\ = 2, так как предусмотрено две зоны безопасности, то число мест сосредоточения спасаемых людей принимаем два;

к2 = к\ - 1 = 1.

Фактическое время спуска на землю всех спасаемых людей из одного места сосредоточения при спасании с помощью коленчатого подъемника определяется по формуле (6):

Тф = 720 с = 12 мин.

В расчете принято:

П = 0,4 с/(чел. хм); n = 10 чел.; h = 30 м; t4 = t2 = 100 с = 1,67 мин; t5 = t1 = 2 мин;

t6 = 60 с = 1 мин (принимаем S = 30 м, V = 0,5 м/с);

NCu = 1 (используется один коленчатый подъемник для проведения спасательной операции);

тоб = 1 мин (здание оборудовано автоматической пожарной сигнализацией); тс = 1 мин; тсб = 1 мин; тбр = 5 мин;

VCJ!= 40 км/ч [4].

Подставим значения в формулу (11), получим

к 2 А

60-1 -1 -1 - 5--

l4 = 10,66 км.

4 <

X нб - X об - X с - X об - X бр -

Выводы. В результате анализа определения максимально допустимого расстояния по дорогам населенного пункта от здания (сооружения) до пожарного депо в зависимости от целей выезда пожарных подразделений (по СП 11.13130.2009), авторами был сделан вывод о необходимости введения новой цели выезда — спасание людей в зависимости от наличия спасательных устройств у прибывшего подразделения пожарной охраны.

Предложена математическая модель определения максимально допустимого расстояния по дорогам населенного пункта от здания (сооружения) до пожарного депо для многоэтажных зданий для следующих случаев спасания людей: 1) при помощи эластичного рукава, коленчатого подъемника, автолестницы; 2) выносом на руках; 3) при помощи спасательной веревки.

Авторы видят возможность совершенствования предложенной математической модели по следующим направлениям:

- разработка модели не только для многоэтажных зданий, а, например, для многофункци-

Библиографический список

1. Технический регламент о требованиях пожарной безопасности: фед. закон Рос. Федерации от 22 июля 2008 г. № 123-Ф3: [принят Гос. Думой Федер. собр. Рос. Федерации 4 июля 2008 г.: одобр. Советом федерации Федер. Собр. Рос. Федерации 11 июля 2008 г.]. — М.: ФГУ ВНИИПО, 2008. — 157 с.

2. СП 11.13130.2009. Места дислокации подразделений пожарной охраны. Порядок и методика определения. — Введ. 2009-05-01. — М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2009. - 15 с.

3. Теребнев, В. В. Справочник руководителя тушения пожара. Тактические возможности пожарных подразделений / В. В. Теребнев. — М: Пожкнига, 2004. — 248 с.

4. Иванников, В. П. Справочник руководителя тушения пожара / В. П. Иванников, П. П. Клюс. — М.: Стройиздат, 1987. — 288 с.

ональных центров (торгово-развлекательных), больниц и т. д.;

- разработка расчетных формул определения времени от момента прибытия на пожар до момента возможности начала проведения спасательных работ;

- проверка чувствительности модели;

- введение в модель «возмущающих» факторов (например, некомплект личного состава);

- разработка расчетных формул в случае спасания людей при помощи других спасательных средств, например лестниц, крупных стационарных сооружений (лифтов, подвесных карабинов, люлек), канатно-спусковых устройств, желобов-спусков и скатов, амортизационных устройств (полотен, сеток, мембранных устройств, пневматических подушек и матов).

References

1. Texnicheskij reglament o trebovaniyax poz-harnoj bezopasnosti: fed. zakon Ros. Federacii ot 22 iyulya 2008 g. № 123-FZ: [prinyat Gos. Dumoj Feder. sobr. Ros. Federacii 4 iyulya 2008 g.: odobr. Sovetom federacii Feder. Sobr. Ros. Federacii 11 iyulya 2008 g.]. — M.: FGU VNII-PO, 2008. — 157 s.

2. SP 11.13130.2009. Mesta dislokacii podrazdele-nij pozharnoj oxrany. Poryadok i metodika opredeleniya. — Vved. 2009-05-01. — M.: FGU VNIIPO MChS Rossii, 2009. — 15 s.

3. Terebnev, V. V. Spravochnik rukovoditelya tu-sheniya pozhara. Takticheskie vozmozhnosti pozharnyx po-drazdelenij / V. V. Terebnev. — M: Pozhkniga, 2004. — 248 s.

4. Ivannikov, V. P. Spravochnik rukovoditelya tu-sheniya pozhara / V. P. Ivannikov, P. P. Klyus. — M.: Stro-jizdat, 1987. — 288 s.

ABOUT THE DEPARTURE PURPOSES OF THE FIRE PROTECTION DIVISIONS ON FIRE

Mukonina I. A.,

PhD student,

Voronezh State University of Architecture and Civil Engineering;

Russia, Voronezh,

tel.: 8 (951) 871-86-29, e-mail: miral2000@yandex.ru

The conclusion about the necessity of introduction of the new departure purposes of the fire protection divisions. This purpose is the rescue of people. The mathematical model for determining the maximum allowable distance from the high-rise buildings to the fire station with the rescue of people in different ways (for example, with flexible hoses, engine hoist, ladders, rope rescue, rescue people on the hands) is offered. The ways of improving this mathematical model are offered.

Keywords: fire, fire protection, fire department, fire safety measures, the rescue of people.