CC BY
19
Пневматическое средство эвакуации людей из горящего здания
Сушкова О. В., Мурзинов В. Л.,
Воронежский государственный архитектурно-строительный университет,
г. Воронеж
Пожар в здании особенно там, где находится большое количество персонала, всегда представляет угрозу для жизни людей. Порой, от своевременной и грамотно организованной эвакуации зависит их спасение. Именно поэтому надежная схема эвакуации из здания имеет огромное значение.
Процесс эвакуации людей - это организованный процесс перемещения людей к выходу из здания при возникновении опасности (пожара) с целью обеспечения их безопасности. При этом эвакуируют людей по специальным, заранее предусмотренным и спроектированным эвакуационным путям в направлении выходов.
Любое здание имеет свои конструкционные и объемно-планировочные особенности, при этом в каждом здании эвакуационные пути проектируются в строгом соответствии с требованиями нормативных документов по пожарной безопасности, которые устанавливают их параметры (длина, ширина, отделочные материалы, установленные вентиляционные, противодымные, противопожарные системы защиты и т. д.).
Пожар в высотке, эвакуация и спасение людей, в том числе и самоспасение - это проблема всех городов, где ведется высотное строительство. Средства эвакуации из высоток можно разделить на три группы.
Первая группа: незадымляемые лестницы, стационарные пожарные лестницы и другие средства эвакуации, предусмотренные проектом дома. Незадымляемые лестницы — предназначены для эвакуации в случае задымления здания. Но двери выхода на них должны плотно закрываться и иметь доводчики или пружины. Нужно до минимума сократить возможность попадания на них дыма, т. к. при неработающей противодымной защите здания он будет распространяться по шахтам лифтов, вентиляционным системам, и единственным путем спасения будет незадымляемая лестница. Но если дым будет попадать туда беспрепятственно, то и этот путь может быть отрезан. Стационарные пожарные лестницы могут быть предусмотрены в проекте здания, это эффективный и безопасный способ эвакуации. Но для стариков и лежачих больных этот путь проблематичен, их эвакуацию и должны обеспечить спасатели и пожарные. Могут быть предусмотрены и другие варианты, например внешние стационарные лестницы, но они портят облик здания и не пользуются популярностью у застройщиков. Так как лифты отключают, либо они отключаются автоматически, они не являются средством эвакуации людей при пожаре.
Вторая группа - это все то, с чем должны приехать пожарные и начать эвакуацию: средства эвакуации при помощи веревок, тросов, канатов и специальных спусковых устройств, выдвижные пожарные лестницы. Выдвижные пожарные лестницы представляют собой автомеханические модульные устрой-
ства, достоинством которых является способность дотянуться и до 25-го этажа. В недостатках габариты базового автомобиля, которые могут не позволить подобраться к месту ЧП через припаркованные автомобили, а во-вторых, лестница такой высоты, это телескопическая система, имеющая огромную массу. Поставить ее можно не на все грунты. Также, несмотря на то, что центр тяжести там рассчитан с максимальной точностью, выдвигать модули можно только при определенной силе ветра, иначе конструкция может просто опрокинуться [1].
Третья группа - прыжковые спасательные средства, такие как надувные маты [2, 3]. Однако эти средства не всегда обеспечивают полную безопасность спасаемых людей. Иногда маты надуваются до давления, при котором исключается выброс спасаемого с приемного полотна. При таком избыточном давлении, чтобы погасить кинетическую энергию падающего тела, высота надувного основания (ярусов подушек) должна быть достаточно большой - больше 2 м. А кроме того, вследствие равной деформации подушек приземление спасаемого в периферийной части приемного полотна может приводить к его скатыванию с полотна и травмированию.
Четвёртая группа - индивидуальные средства спасения. Например, ка-натно-спускные пожарные устройства предназначены для индивидуального и группового спасания людей из высотных зданий в чрезвычайных ситуациях. Они могут быть установлены в любом помещении с выходом наружу здания. Высота спуска доходит до 100 м., но строители не предусматривают мест крепления таких устройств. Конечно, нельзя не учитывать и психологический фактор, не каждый доверит свою жизнь тонкому шнуру и спрятанному в цилиндр тормозному механизму.
Основной способ обеспечения безопасности людей при пожарах в общественных зданиях и сооружениях - это их эвакуация в безопасную зону. Эвакуация обеспечивается, согласно ГОСТ 12.1.004-91, посредством устройства необходимого количества эвакуационных путей и соблюдения их требуемых параметров, а также организацией своевременного оповещения людей и управления их движением.
Для организации безопасной эвакуации может быть использовано пнев-мотранспортное устройство с воздушной подушкой [4, 5, 6].
Пневмотранспортное устройство практически не имеет подвижных механических частей, кроме, самого поршня-уплотнителя, являющегося составной частью внешнего подвижного элемента грузовой платформы. Внешний вид устройства представлен на рис.1, где показан транспортный трубопровод 1, на котором установлен транспортный цилиндр 2 с грузовой платформой 3. Внутренняя полость транспортного трубопровода 1 соединена с линией сжатого воздуха через регулируемые дроссели 4 и 5, а линия низкого давления соединяется с внутренней полостью через дроссели 6 и 7.
Рис. 1. Внешний вид пневмотранспортного транспортного устройства линейных перемещений
Более детально конструкция транспортного цилиндра показана на рис.2, где видно, что продольное щелевое отверстие в транспортном трубопроводе 1, закрыто клапаном 8, выполненным в виде ленты. Внутри транспортного трубопровода 1 установлен поршень-уплотнитель 9 с ведущей полой штангой 10, находящейся в продольном щелевом отверстии транспортного трубопровода 1. Через постоянный дроссель 12 в полую штангу 10 и, далее, в кольцевую пнев-мокамеру 11 подается сжатый воздух для создания воздушной подушки между наружной поверхностью транспортного трубопровода 1 и транспортного цилиндра 2. Кольцевая пневмокамера 11 снабжена питающими отверстиями 13, подающими сжатый воздух в воздушную подушку 14.
Рис. 2. Внешний вид и сечения транспортного цилиндра и часть транспортного трубопровода
Управление направлением и скоростью перемещения грузовой платформы 3 осуществятся следующим образом [7, 8]. Например, необходимо осуществить перемещение грузовой платформы 3 справа налево с заданной скоростью. Для этого закрывают дроссели 4 и 6, дроссель 7 открывают полностью для надежного соединения с линией низкого давления, а проходное сечение дросселя 5 делают определенной величины, соответствующей заданной скорости перемещения. Во внутренней полости трубопровода 1 справой стороны относительно транспортного цилиндра 2 создается избыточное давление от поступающего сжатого воздуха через дроссель 5, а в левой части - давление будет пониженным. На поршень-уплотнитель 9 будет действовать перепад давления, обеспечивающий его перемещение и, соответственно, перемещение грузовой платформы 3. При создании избыточного давления в любой части транспортного трубопровода 1 сжатый воздух будет поступать через постоянный дроссель 12 в ведущую полую штангу 10 и, соответственно, в кольцевую пневмокамеру 11. Из этой пневмокамеры через питающие отверстия 1 3 сжатый воздух будет поступать в воздушную подушку 14. Избыточное давление сжатого воздуха в воздушной подушке 1 4 устранит механический контакт между транспортным цилиндром 2 и наружной поверхностью транспортного трубопровода 1. Отсутствие механического контакта делает процесс перемещения транспортного цилиндра практически бесшумным. Образовавшаяся газовая смазка обеспечивает небольшой коэффициент трения, достигающий величины 0.001. Обычно толщина воздушной подушки составляет десятые доли миллиметра, что обеспечивает небольшую величину расхода сжатого воздуха и составляет примерно (0.2^1.0)х10~5 [г 3/с].
Пневмотранспортное средство для эвакуации людей из горящего здания в безопасную зону показано на рис.3. В здании 1 выполнено загрузочный пост 2, на котором осуществляется погрузка при эвакуации на платформу 7. Эта платформа укреплена на транспортном цилиндре 4. Перемещение транспортного цилиндра осуществляется по транспортному трубопроводу 3, на котором установлен транспортный цилиндр 4 с грузовой платформой 7. Грузовая платформа 7 снабжена ёмкостью со сжатым воздухом, используемым для горизонтального перемещения грузовой платформы 7 к приёмному посту 6 вспомогательной конструкции 5. В исходном состоянии грузовая платформа 7 находится на загрузочном посту 2. При возникновении пожара и не возможности воспользоваться лестницами и лифтами люди загружаются в грузовую платформу 7 и, используя ручное управление, перемещают эту платформу к посту 6 на вспомогательной конструкции 5. После выгрузки группы людей на посту 6 грузовую платформу перемещают в исходную позицию для эвакуации очередной группы людей. Для обеспечения перемещения грузовой платформы с людьми используется сжатый воздух, хранящийся в герметичных емкостях, и при отключении электричества пневмотранспортное средство будет работать бесперебойно.
Шл
Рис. 3. Внешний вид взаимного расположения здания, пневмотранспортного спасательного средства и вспомогательной конструкции
Пневмотранспортное средство для эвакуации позволяет спасать людей с ограниченными возможностями перемещения: престарелые люди, раненые, дети, подвергшиеся газовому отравлению и т. д. Для этой категории людей другие средства спасения из горящих зданий являются не приемлемыми. Областью применения этого пневмотранспортного средства спасения могут быть больницы, дома для престарелых людей, детские и дошкольные учреждения.
Библиографический список
1. Молодежь и наука: модернизация и инновационное развитие страны: материалы международной научно-практической конференции (г. Пенза, 1516 сентября 2011 г.): в 3 ч. Пенза: Изд-во ПГУ, 2011. - 2 ч. - 446 с.
2. Пат. 2193905 Российская Федерация. Устройство для спасения людей с высоких объектов в экстремальных ситуациях / Шайдурова Г. И.; Шатров В. Б.; Зарицкий В. И.; Кремлев А. Н.; Макаревич Ю. Л.; Севастьянов Р. В.; Каримов В. З. опубл 10.12.2002.
3. Пат. 2335312 Российская Федерация, МПК А62В 1/22. Устройство для спасения падающих с высоты тел / Мурзинов В. Л. и др.; заявитель и патентообладатель Воронеж. гос. лесотехнич. акад. - № 2007104643/12; заявл. 06.02.2007; опубл. 10.10.2008, Бюл. № 28.
4. Пат. 2254280 Российская Федерация, МПК7 В 65 О 51/04. Пневмотранспортное устройство с воздушной подушкой / Мурзинов В. Л., Мурзинов П. В.; заявитель и патентообладатель Воронеж. гос. лесотехнич. акад. -№ 2003128557/11; опубл. 20.06.2005 Бюл. № 17.
5. Пат. 2272777 Российская Федерация, МПК7 В 65 О 51/04. Пневмотранспортное устройство [Текст] / Мурзинов В. Л.; заявитель и патентообладатель Воронеж. гос. лесотехнич. акад. - № 2004128289/11; заявл. 22.09.2004; опубл.27.03.2006, Бюл. № 9.
6. Квасов И. С. Статическое оценивание состояния трубопроводных систем на основе фукционального эквивалентирования / И. С. Квасов, М. Я. Панов, С. А. Сазонова // Известия вузов. Строительство. - 2000, № 4. - С. 100 -105.
7. Трусов С. И. Пожарная безопасность метрополитена / С. И. Трусов, С. А. Колодяжный, В. Я. Манохин // Науч. вестник Воронеж. гос. арх.-строит. ун-та. Строительство и архитектура. - 2011. № 4. - С. 203-207.
8. Мурзинов В. Л. Динамика пневмотранспортного устройства линейных перемещений с пониженным шумоизлучением // Автоматизация и современные технологии. - 2007, № 5. - С. 12-17.
