CC BY
40
УДК 614.841.3:616.833
ОЦЕНКА ПОЖАРНОЙ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ СОВРЕМЕННОГО ЖИЛЬЯ ГОРОДСКИХ АГЛОМЕРАЦИЙ СИБИРСКОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО ОКРУГА
С.С.Тимофеева1, В.В.Гармышев2, С.Р.Хисматуллин3
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83. 2,3Восточно-Сибирский институт МВД России, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 110.
Рассмотрены особенности пожарной опасности современного жилья. На основе исследований приводятся результаты идентификации и систематизации данных пожарной нагрузки квартир городских агломераций Сибирского федерального округа. С позиции нормативных требований на базе ИПЛ СУ ФПС МЧС России по Иркутской области проведены лабораторные исследования по определению дымообразующей способности материалов, составляющих пожарную нагрузку современной квартиры. Табл.4. Библиогр. 13 назв.
Ключевые слова: пожары в городах; пожарная нагрузка квартиры; экологическая опасность современного жилья; коэффициент дымообразования.
ASSESSMENT OF FIRE AND ECOLOGICAL HAZARDS OF MODERN HOUSING IN URBAN AGGLOMERATIONS
OF SIBERIAN FEDERAL DISTRICT
S.S. Timofeeva, V.V. Garmyshev, S.R. Khismatullin
Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074.
East-Siberian Institute of the Ministry of Internal Affairs of Russia, 110 Lermontov St., Irkutsk, 664074.
The authors consider the features of the fire hazard of modern housing. Based on the researches they present the results of identification and systematization of data of flat fire loads in urban agglomerations of Siberian Federal District. Based on the regulations of IPL SU FBS of Russian Ministry of Emergency of the Irkutsk region they carried out laboratory studies to determine the smoke-forming capacity of materials composing the fire load of the modern flat. 4 tables. 13 sources.
Key words: fires in cities; fire load of the apartment; environmental hazard of modern housing; coefficient of smoke generation.
Пожары являлись страшным бедствием во все времена, огонь приносил опустошение. История человечества отмечена катастрофическими пожарами, многие из которых уничтожили частично и даже полностью целые города: Рим (70 г. до н.э.), Лондон (1666 г.), Москву (1812 г.), Сан-Франциско (1906 г.), Иркутск (1879 г.), Красноярск (1773 г.), Барнаул (1917 г.) [9].
Современную цивилизацию можно с полным основанием назвать городской (доля городского населения России 68%) [13]. Город изначально служил защитой общества, государства, породил многообразие социальных и экономических структур, основной задачей которых является удовлетворение потребностей человека и его безопасной жизнедеятельности. Сегодня жить в городе и удобно, и опасно, так как развитие городов в последнее время регулируется в первую очередь социально-экономическими факторами, а уже в последующем решением вопросов безопасности [10,11].
Статистические данные за 2000-2009 гг. показы-
вают, что на долю последствий пожаров в жилом секторе Российской Федерации ежегодно приходится 72% от их количества, 62% ущерба и 85% гибели и травмирования людей [5-7,10]. Ежегодно в жилом секторе сгорает и повреждается более 5 млн м2 поэтажной застройки. Это примерно 5 таких городов, как Муром, Загорск, Арзамас [4]. Таким образом, жилой сектор фактически является определяющим в динамике пожаров, при этом пожары превратились в значимые факторы экологического и экономического риска.
Обеспечение противопожарной защиты современного жилья нуждается в постоянном внимании к трансформации их пожарной нагрузки. В настоящее время практически нет данных о количественных и качественных показателях веществ и материалов, из которых выполнены предметы бытового обихода. Важное значение имеет прогнозирование развития опасных факторов пожаров в границах жилых секций и многоквартирных домов в целом. Кроме этого, значи-
1Тимофеева Светлана Семёновна, заведующая кафедрой промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности, доктор технических наук, профессор, тел.: (3952) 405106.
Timofeeva Svetlana Semenovna, Head of the chair of Industrial Ecology and Life Safety, Doctor of technical sciences, professor, tel.: (3952) 405106.
Гармышев Владимир Викторович, кандидат технических наук, доцент, тел.: 89646518785. Garmyshev Vladimir Viktorovich, Candidate of technical sciences, associate professor, tel.: 89646518785.
3Хисматуллин Станислав Радикович, аспирант, тел.: 89086475230. Khismatullin Stanislav Radikovich, postgraduate student, tel.: 89086475230.
мой проблемой на данный момент является измерение дымообразования веществ и материалов современной квартиры.
В работе рассматривается три базовых момента. Во-первых, по результатам исследования установлено, что большинство семей в городских агломерациях Сибирского федерального округа проживает в 2-комнатных квартирах. Во-вторых, пожарная нагрузка жилья определяется внедрением в быт искусственных полимерных и синтетических материалов. В-третьих, в качестве параметров экспериментального исследования приняты показатели дымообразования веществ и материалов, предметов обихода квартир.
Из множества объективных факторов, характеризующих пожарную опасность современного жилья, можно выделить следующие [8-10].
Во-первых, это рост пожароопасности, обусловленный внедрением в строительстве, быту новых веществ и материалов, созданных искусственно с помощью достижений химии и физики. Большинство современных материалов выделяет при горении больше тепла, чем дерево, и в несколько раз больше ядовитых продуктов сгорания, среди которых аммиак, оксид углерода, диоксид углерода, хлористый водород, цианистый водород, винилхлорид, формальдегид, оксид азота и многие другие [4,12].
Сталь, бетон, стекло, заменившие в строительстве привычную древесину, создали обманчивое впе-
чатление надежной защиты от огня, тем более, что открытый и понятный в своей опасности огонь все больше прячется в электрические провода и спирали, в керамику газовых горелок, микроволновые печи.
Во-вторых, неуклонный рост городского населения на единицу площади земли и тенденции повышения этажности. Трагический опыт пожаров с многочисленными жертвами в многоэтажных и высотных жилых зданиях может послужить этому доказательством и предупреждением [7].
И, наконец, в-третьих, постоянно возрастающая концентрация материальных ценностей на единицу площади. Средняя стоимость одного квадратного метра жилой площади за последнюю четверть века значительно увеличилась за счет появления все более дорогостоящих и современных материалов и продолжает расти.
В течение ряда лет нами производились исследования современного жилья и расчет пожарной нагрузки по основным категориям горючих материалов. Была рассчитана пожарная нагрузка среднестатистической квартиры площадью 40 м2.
В табл. 1 приведен типичный состав и величина пожарной нагрузки современной двухкомнатной квартиры.
Предметы домашнего обихода, имеющиеся в квартире Горючий материал Величина пожарной нагрузки Рпн,кг
КУХНЯ
Стол обеденный Древесина, ДСП 10,6 ± 1,8
Стол обеденный Полистирол 7,2 ± 0,5
Стол кухонный (рабочий) Древесина, ДСП 20,5 ± 2,5
Шкаф навесной (3 шт.) ДСП 23,4 ± 3,6
Подставка под раковину ДСП 10,1 ± 1,5
Стул обеденный (4 шт.) Древесина, ДСП 18,0 ± 0,8
Табурет (2 шт.) Древесина, ДСП 3,2 ± 0,5
Холодильник Полистирол, пенополистирол 28,6 ± 3,4
Морозильная камера Полистирол, пенополистирол 38,8 ± 4,2
Чайник электрический Полистирол 1,2 ± 0,2
Хлебница Древесина 0,5 ± 0,2
Хлебница Полистирол 0,3 ± 0,1
Люстра Полистирол 1,7 ± 0,3
Телевизор Полистирол 8,8 ± 1,2
Гардина для занавесок Древесина 1,2 ± 0,4
Занавески оконные На основе нейлона 0,8 ± 0,1
Радиоприемник Полистирол 2,1 ± 0,2
Полы деревянные Древесина 42,6 ± 4,2
Полы из линолеума Поливинилхлорид 8,5 ± 1,3
Оконная рама Древесина, полистирол 10,8 ± 0,9
Дверь кухонная Древесина 12,8 ± 0,2
Ведро хозяйственное Полистирол 1,2 ± 0,4
ПРИХОЖАЯ
Дверь (входная) Древесина 16,8 ± 2,1
Шкаф для одежды ДСП 24,8 ± 3,5
Таблица 1
Характеристика типовой пожарной нагрузки 2-комнатной квартиры городской агломерации _Сибирского федерального округа__
Трюмо ДСП 12,6 ±1,8
Люстра Полистирол 1,4 ± 0,5
Отделка стен (обои) Целлюлоза 8,2 ± 1,8
Отделка стен (полимерные материалы) Полистирол 18,5 ± 2,4
Одежда верхняя Шерсть 30,8 ±3,5
Одежда верхняя На основе нейлона 8,3 ± 1,7
Одежда верхняя Из хлопка 10,5 ± 3,5
Одежда верхняя Кожаная 20,6 ± 2,8
Полки книжные ДСП 12,2 ± 2,5
Книги, журналы, газеты Целлюлоза 18,7 ± 1,5
Полы деревянные Древесина 27,2 ± 4,5
Полы из линолеума Поливинилхлорид 8,1 ±1,2
Ковровое покрытие На основе нейлона 3,6 ± 0,4
ЗАЛЬНОЕ ПОМЕЩЕНИЕ
Дверь (входная) Древесина 12,8 ± 2,2
Ковровое покрытие На основе нейлона 10,3 ± 1,7
Полы деревянные Древесина 76,8 ± 4,5
Полы из линолеума Поливинилхлорид 20,4 ± 1,6
Диван Древесина, пенополиуретан 37,2 ± 3,8
Кресло мягкое (2 шт.) Древесина, пенополиуретан 24,6 ± 2,4
Стул (4 шт.) Древесина 18,5 ± 0,8
Стол журнальный Древесина, ДСП 5,6 ±0,5
Стол рабочий Древесина, ДСП 10,8 ±1,2
Гардина для штор Полистирол, древесина 2,8 ± 0,3
Шторы Шерсть, нейлон 3,5 ± 1,7
Приставные шкафы (стенка) ДСП, Древесина 160,4 ± 15,0
Книги Целлюлоза 128,2 ± 10,0
Книжные полки ДСП 18,0 ± 5,0
Телевизор Полистирол 12,0 ± 2,5
Ковер Шерсть 12,3 ± 2,5
Видеомагнитофон Полистирол 5,4 ± 0,6
Музыкальный центр Полистирол 7,4 ± 0,8
Аудио- и видеокассеты Полистирол 10,8 ± 1,5
Тумба под телевизор ДСП 13,8 ± 2,0
Покрывало для дивана и кресел Нейлон, шерсть 7,0 ± 1,0
Отделка стен (обои) Целлюлоза 9,0 ± 0,5
Одежда верхняя Хлопок 28,3 ± 0,6
Одежда верхняя Шерсть 26,8 ± 4,5
Одежда верхняя Нейлон 16,6 ± 3,4
Постельные принадлежности Хлопок 18,7 ± 2,0
Оконная рама Древесина, полистирол 14,8 ± 1,2
Телефон Полистирол 1,2 ± 0,1
СПАЛЬНЯ
Дверь (входная) Древесина 12,8 ± 2,2
Кровать двуспальная Древесина, ДСП 28,0 ± 2,9
Стул (2 шт.) Древесина 8,4 ± 1,2
Кресло Древесина, пенополиуретан 10,3 ± 1,7
Стол журнальный Древесина, ДСП 5,6 ± 1,0
Матрац (2 шт.) Хлопок 6,1 ± 1,4
Матрац (2 шт.) Пенополиуретан 5,1 ± 1,2
Постельное белье Хлопок 47,8 ± 5,5
Телевизор Полистирол 8,8 ± 1,5
Комод ДСП 18,9 ± 3,1
Шкаф платяной ДСП 35,7 ± 6,3
Шторы Шерсть, нейлон 3,5 ±1,1
Ковер Шерсть 8,5 ± 2,5
Одежда верхняя На основе нейлона 18,0 ± 8,2
Одежда верхняя Хлопок 32,5 ±10,0
Тумбочка прикроватная (2 шт.) ДСП 12,2 ± 1,7
Трюмо ДСП 12,6 ± 2,0
Книжные полки ДСП 10,5 ± 1,5
Книги Целлюлоза 24,5 ±12,5
Люстра Полистирол 3,8 ± 0,5
Отделка стен (обои) Целлюлоза 4,8 ±1,1
Гардина для штор Древесина, полистирол 1,9 ± 0,2
Подушка (6 шт.) Хлопок 8,4 ± 0,6
Одеяло (2 шт.) Хлопок, шерсть 3,2 ± 1,2
Покрывало для кровати На основе нейлона 1,6 ± 0,3
Полы деревянные Древесина 56,5 ± 4,5
Полы из линолеума Поливинилхлорид 9,2 ± 1,8
Оконная рама Древесина, полистирол 10,8 ± 0,9
Ковровое покрытие На основе нейлона 17,5 ± 0,5
Статистическая обработка данных позволила установить качественную и количественную характеристику современного жилья по основным видам горючих материалов (табл. 2).
Таблица 2
Качественная и количественная характеристики
Кроме этого, для типовой 2-комнатной квартиры была рассчитана пожарная нагрузка. Пожарная нагрузка рассматривалась как отношение массы горючих материалов к площади квартиры (табл. 3) [1]. Расчет выполнен с учетом показателей временной и постоянной пожарной нагрузки жилых помещений.
Таблица3
Пожарная нагрузка помещений современной
Одним из отрицательных факторов пожаров является устойчивое задымление жилых помещений, при этом ежегодно десятки тысяч людей испытывают на
себе воздействие токсичных продуктов горения, что, в свою очередь, приводит к различным аллергическим реакциям, заболеваниям органов дыхания, обострению хронических болезней [3,4,12].
Таблица 4
Показатели дымообразующей способности ос-
Сильное задымление усиливает проявление таких опасных факторов пожаров, как потеря видимости, понижение содержания кислорода, кроме этого, мас-
горючих материалов современного жилья
Горючий материал Масса, кг
Древесина 644,5 ± 35,5
ДСП 476,1 ± 25,0
Целлюлоза (бумага) 195,2 ± 20,0
Хлопок (ткани) 259,2 ± 20,0
Полистирол, пенополистирол 156,9 ± 12,3
Шерсть (ткани) 85,7 ± 10,3
Горючий материал Масса, кг
Нейлон (ткани) 75,5 ± 7,5
Поливинилхлорид 56,0 ± 3,0
Пенополиуретан 40,0 ± 3,8
Кожа 20,6 ± 3,4
ВСЕГО 1917±140
новных горючих материалов жилых помещений
Материал Dm, м^кг1
Нейлон (ткани) 1689±130
Капрон (изделия, ткани) 1699±125
Шерсть 1402±132
Пенополиуретан 1400±87
Полистирол 948±52
Изоляция проводов (поливинилхлорид) 821±48
Древесина (сосна) 795±39
Обои бумажные 720±23
Доска паркетная, из лиственницы 712±32
Целлюлоза (бумага) 687±37
Линолеум с утеплителем (импорт- 682±33
ный)
ДСП 672±31
Ковры узелковые из овечьей шер- 625±20
сти
Ткань хлопковая 559±21
Фанера общего назначения марки «ФК» 561±18
Фанера общего назначения марки «ФСФ» 554±15
Напольная панель, облицованная 549±34
пленками на основе термореактив-
ных полимеров
Хлопок (ткань) 559±21
Кожа (черная в изделиях) 481±28
Линолеум без утеплителя (импортный) 401±27
Стеновая пластиковая панель 356±22
Потолочное покрытие марки «111_ЕХ» 10±2
двухкомнатной квартиры
№ п/п Помещение Пожарная нагрузка, кг-м -2
1 Зал 53,6 ± 3,8
2 Спальня 67,5 ± 3,2
3 Кухня 33,3 ± 1,5
4 Прихожая 59,8 ± 2,3
5 Санитарная комната 3,8 ± 0,9
кирует реальную картину помощи пострадавшим, создаёт панику [3,7]. Учитывая, что в настоящее время широко применяются современные полимерные и синтетические материалы, необходимо иметь полную характеристику их дымообразующей способности.
Экспериментальные исследования по оценке дымообразующей способности материалов, составляющих пожарную нагрузку современной квартиры, проводились по методике, изложенной в ГОСТ 12.1.04489* [2].
Исследования проводились на базе ИПЛ ГУ СЭУ ФПС МЧС России по Иркутской области. Значения коэффициента дымообразования (йт) рассчитывались по формуле
3
где V - вместимость камеры измерения, м ; 1_ - длина пути луча света в задымленной среде, м; т - масса образца, кг; Т0, Тт|П - соответственно значения начального и конечного светопропускания, %.
Нами на основе экспериментальных исследований дана оценка дымообразующей способности основных горючих материалов жилых помещений (табл. 4).
Полученные экспериментальные данные позволяют сделать вывод о том, что материалы, находящиеся в современных квартирах, обладают согласно
ст.13, п.9 [1] высокой дымообразующей способностью, т.е. когда йт >500 -м 2-кг -1.
Таким образом, исследования пожарной нагрузки квартир и её дымовых характеристик позволяет сделать следующие выводы:
-пожары могут создать значимую дымовую нагрузку внутри жилых зданий и в окружающей среде, при этом ежегодно десятки тысяч людей испытывают на себе воздействия токсичных продуктов горения;
- экологический риск, возникающий в результате пожаров, отражается на здоровье и материальных интересах отдельных людей и населения микрорайонов; необходимо выработать механизм оценки последствий пожаров, чтобы избежать ухудшения качества окружающей среды и оценить скрытый в этом характер опасности пожаров для человека;
- полученные данные о дымовой нагрузке квартир свидетельствуют о необходимости внедрения дымовых пожарных извещателей для защиты жилых зданий и квартир;
- при организации эвакуации людей из жилых домов и зданий, а также для обеспечения безопасных действий газодымозащитников МЧС России следует учитывать высокую вероятность раннего проявления критических показателей задымления;
- полученные показатели могут быть использованы специалистами ГУ ФПС и ФГУ ВНИИПО МСЧ России при разработке норм и правил пожарной безопасности для жилых зданий.
1. Технический регламент о требованиях пожарной безопасности: федеральный закон Рос. Федерации от 22 июля 2008 г. № 123. М., 2008. 128 с.
2. ГОСТ 12.1.044-89* Пожаровзрывобезопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения. М.: Стандарты, 1990. 143 с.
3. Дутов В.И., Тимошенко В.И. О воздействии на людей опасных факторов пожара // Безопасность людей при пожарах: сборник. М.: ВНИИПО МВД СССР, 1980. Вып. 2. С.54-58.
4. Исаева Л.К., Серков Б.Б. Экологические последствия загрязнения воздуха при пожарах в жилых зданиях // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. М.: ВИНИТИ, 1992. Вып. 2. С. 39-49.
5. Луканов С.А., Зуева Н.А. Обстановка с пожарами в Российской Федерации в 2004 г. // Пожарная безопасность. 2005. №1. С.124-127.
6. Луканов С.А., Зуева Н.А. Обстановка с пожарами в Российской Федерации в 2008 г. // Пожарная безопасность. 2009. №1. С.128-135.
ский список
7. Луканов С.А., Фирсов А.Г., Запиров Р.А. Гибель людей при пожарах: статистика, анализ условий и причин // Пожарная безопасность. 2003. № 1. С.72-80.
8. Малыхин А.В. Пожары в России и причины их возникновения // Современные проблемы безопасности жизнедеятельности. Безопасность - 09: материалы и доклады XIV Всерос. науч.-прак. конф. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2009. Т. 1. С.124-126.
9. Тимофеева С.С., Гармышев В.В. Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях: эколого-экономические и социальные последствия пожаров: учеб. пособие. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 1999. 135 с.
10. Туркин Б.Ф. Состояние пожарной безопасности в России // Пожарная безопасность, информатика и техника: научно-технический журнал. 2004. № 1(19). С.49-77.
11. Шныпарков А. А. Природный риск для городов России. М.: НИИПИ, 1997. 240 с.
12. Toxic gases evolution from air-controlled fires in a semifull scale room. Morikawa Tokio, Yanai Eiji. «J. Fire Sci.», 1986. 4, №5. P. 299-314.
13. http//wwg.lgg/Russia Справочные данные о Российской Федерации.
