CC BY
36СНИЖЕНИЕ РИСКОВ И ЛИКВИДАЦИЯ ПОСЛЕДСТВИЙ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ. ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЧС
УДК 614.8-052 (614.842/.847)
СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ДОМОВ ПРЕСТАРЕЛЫХ И ИНВАЛИДОВ НА ОСНОВЕ ОЦЕНКИ ПОЖАРНОГО РИСКА
А.В. Вытовтов, кандидат технических наук;
Д.С. Королев, кандидат технических наук.
Воронежский государственный технический университет.
А.В. Калач, доктор химических наук, профессор,
почетный работник сферы образования Российской Федерации.
Воронежский институт ФСИН России;
Воронежский государственный технический университет
Обеспечение пожарной безопасности в социально-значимых объектах является одной из сложных задач настоящего времени. Это связано в первую очередь с тем, что к таким учреждениям относятся дома престарелых, интернаты и т.д., то есть места, где сконцентрированы иммобильные пациенты. Приведено обоснование применения способа снижения пожарной опасности домов престарелых и инвалидов на основе оценки пожарного риска. Методика учитывает особенности расчета времени спасения при эвакуации людей из действующего психоневрологического интерната. Результатом применения способа является разработка компенсирующих мероприятий, удовлетворяющих требования нормативных документов и обеспечивающих безопасность людей.
Ключевые слова: модель, пожарная безопасность, эвакуация, объект, иммобильный
METHOD FOR REDUCING THE FIRE HAZARD OF HOUSES
FOR THE ELDERLY AND DISABLED ON THE BASIS OF A FIRE RISK
ASSESSMENT
A.V. Vytovtov; D.S. Korolev. Voronezh state technical university.
A.V. Kalach. Voronezh institute of the Federal penitentiary service of Russia.
Voronezh state technical university
Ensuring fire safety in socially significant objects is one of the most difficult tasks of the present time. This is primarily due to the fact that such institutions include nursing homes, boarding schools, etc., that is, places where a huge number of immobile patients are concentrated. The authors of the article provide the rationale for the application of the method of reducing the fire hazard of homes for the elderly and disabled people based on the assessment of fire risk. The method takes into account the peculiarities of calculating the time of rescue during the evacuation of people from a really functioning psycho-neurological boarding school. The result of applying the method is the development of compensating measures that meet the requirements of regulatory documents and ensure the safety of people.
Keywords: model, fire safety, evacuation, object, immobile
1
Обеспечение пожарной безопасности в социально-значимых объектах с круглосуточным пребываем людей является одной из сложных задач, поскольку к ним, в частности, относятся: дома престарелых и инвалидов, школы-интернаты для детей с ограниченными возможностями [1]. Особенностями пожарной опасности таких заведений являются:
- круглосуточное пребывание маломобильных групп населения;
- наличие горючей среды (мебель, текстиль, бумага);
- наличие источников зажигания (тепловые проявления аварийных режимов работы электрооборудования, теплового воздействия электронагревательных приборов и светильников и т.д.);
- распространение продуктов горения в смежные помещения и по всему объему здания через дверные проемы, вентиляцию.
Возникновение пожара в подобных учреждениях сопровождается трагическими последствиями, характеризуемыми большим количеством человеческих жертв, о чем свидетельствуют статистические данные МЧС России. В качестве примера можно выделит несколько трагичных случаев [2]:
- Московская область, г. Красногорск, 11 мая 2020 г. погибло девять пожилых
людей;
- Тюменская область, г. Тюмень, 14 декабря 2019 г. погиб пациент, привязанный к кровати, свыше 10 человек в средней и легкой степени тяжести госпитализированы;
- Ивановская область, г. Пучеж, 15 сентября 2017 г. пожар унес жизни двух пациентов, свыше 10 госпитализированы;
- Краснодарский край, Выселковский район, 15 октября 2016 г. несколько человек скончались, свыше 79 госпитализированы.
Пожары в данной категории объектов происходят с регулярной периодичностью. При этом систематически из-за физических особенностей проживающих присутствуют человеческие жертвы. В совокупности задача обеспечения пожарной безопасности маломобильных групп населения формирует актуальность исследования.
В качестве объекта исследования выбран психоневрологический интернат для престарелых и инвалидов, расположенный в Курской области. Объект защиты представляет собой двухэтажное здание второй степени огнестойкости и класса конструктивной пожарной опасности - С0. При этом площадь пожарного отсека в пределах этажа - 225,3 км , высота этажа - 2,8 м, высота здания - 3,8 м (рис. 1). Единовременная численность пребывающих людей составляет 38 человек (25 - пациенты, 13 - персонал).
Рис. 1. Схема первого и второго этажа объекта защиты
Для защиты людей и имущества от опасных факторов пожара реализована система противопожарной защиты, предусматривающая наличие автоматической пожарной сигнализации и системы оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре 3 -го типа. Оснащенность первичными средствами пожаротушения соответствует требованиям [3].
2
В рамках исследования была проведена инспекторская проверка дома интерната на предмет соответствия требованиям пожарной безопасности, установлено, что:
- на путях эвакуации в пределах марша лестницы и лестничной клетки (ЛК) ступени имеют различную высоту и ширину проступи (п. 4.3.4) [4] (рис. 2);
- на лестничных клетках радиатор отопления выступает из плоскости стены на высоте менее 2,2 м от поверхности площадки (п. 4.4.4) (рис. 2) [4];
- в наружной стене лестничной клетки Л1 отсутствует открывающееся окно (п. 5.4.16) [4];
- ширина лестничного марша менее 1,35 м (п. 5.2.5) [4];
- высота пути эвакуации в лестничной клетке на уровне первого этажа при выходе непосредственно наружу менее 2 м (п. 4.3.4) [4];
- отсутствует возможность передвижения с носилками в лестничных клетках и помещениях 6, 21.
Рис. 2. Ступени различной высоты в лестничной клетке, выступ радиатора отопления
Наряду с вышеперечисленными отступлениями от значений нормативных документов, обеспечение пожарной безопасности объекта исследования осложняется рядом условий капитального и режимного характера, а также отсутствием финансовых возможностей на глобальную реконструкцию здания. Поэтому для достижения поставленной цели авторы предлагают следующие компенсирующие и объемно-планировочные решения (рис. 3):
- реконструкция лестничной клетки Л1 с геометрическими параметрами, позволяющими вынести носилки с лежачим больным;
- предусмотреть эвакуационный выход, соответствующих параметров из помещения 6 в помещение 3, обеспечивая выход из помещения с носилками в вестибюль и ЛК;
- реконструкция перегородки в помещении 7;
- предусмотреть эвакуационный выход, соответствующих параметров из помещения 9 в вестибюль, из помещения 21 непосредственно наружу;
- запретить размещение в изоляторе и помещении 3 иммобильных пациентов.
Рис. 3. Схема здания с изменениями (первый и второй этаж)
3
Время начала эвакуации принято в соответствии с табл. П 5.1. Методики [5] и составляет 4 мин, что является достаточно большим значением относительно зданий иного класса функциональной пожарной опасности и обосновывается психофизическими особенностями пребывающих на лечении людей.
Для расчета эвакуации людей из здания использовалась имитационно-стохастическая модель движения людских потоков, реализованная программой СИТИС Флоутек 4.0, которая является полной с точки зрения объема математических действий и позволяет получить значения времени эвакуации при слиянии потоков в лестничной клетке [6]. Кроме того, применялся блок индивидуально-поточного движения. Это позволило задать направление эвакуации персонала в соответствии со сценарием и провести спасение иммобильных людей со второго этажа. Таким образом, было рассмотрено два наихудших сценария развития пожара и эвакуации людей из помещений объекта защиты:
Сценарий 1: возгорание происходит в палате (помещение № 9). Пожар не блокирует выходы из помещения в связи с отсутствием второго эвакуационного выхода (рис. 4).
Сценарий 2: возгорание происходит в палате (помещение № 28). Пожар не блокирует выходы из помещения в связи с отсутствием второго эвакуационного выхода. Данный сценарий характеризуется наличием третьей лестничной клетки, выполненной в соответствии с требованиями нормативных документов и предложенной в рамках исследования (рис. 4).
Рис. 4. Очаг пожара в сценарии 1, 2
В здании отсутствуют общие коридоры, соединяющие лестничные клетки. Обслуживающий персонал не имеет ограничений по мобильности и участвует в спасении маломобильных людей.
Результаты расчета времени эвакуации для первого сценария представлены на рис. 5.
Рис. 5. Схема эвакуации людей по сценарию 1
4
Сценарием предусмотрено пять эвакуационных выходов с первого этажа, два выхода со второго. На первом этаже располагается 20 человек, на втором - 18. Максимальное время выхода с первого этажа составляет 6,33 мин для 16 человек, выходящих из дополнительной лестничной клетки. При этом расчет включает в себя людей, спускающихся со второго этажа.
Экспертиза объемно-планировочных решений и расчет времени эвакуации персонала в стандартной планировке выявили большое количество нарушений, о которых говорилось выше. Поэтому проведено моделирование процесса эвакуации с учетом компенсирующих мероприятий, что позволило добиться удовлетворительных результатов.
Однако для людей различного возраста, не способных к самостоятельной эвакуации, необходимо определять расчетное время спасения при помощи носилок [6]. Кроме формул методики, допустимо использовать программные комплексы моделирования эвакуации и спасания людей при пожаре.
Для определения скорости переноски персоналом носилок с человеком использовались данные, приведенные в работе [5]. Время укладывания человека на носилки или перекладывания с носилок на подготовленную поверхность, осуществляемое одной парой человек из числа персонала, составляет 0,15 мин. Поскольку объект защиты это двухэтажное здание, то максимальное количество рейсов двумя работниками не должно превышать 11 раз.
Смоделируем неблагоприятный сценарий, когда на втором этаже присутствует четыре иммобильных человека (эвакуация на носилках при помощи двух работников) и пять человек на первом этаже (эвакуация на кресле-каталке при помощи охранника), неконтролируемое горение происходит в ночное время, когда в здании находится минимальное количество персонала (рис. 6).
В расчете приняты допущения, основанные на особенностях эвакуации из рассматриваемого здания. Эвакуация посчитана в различных программных комплексах (СИТИС и Pathfinder) без учета слияния в общих проходах спасаемых и эвакуируемых. Для первого этажа это возможно в связи с отсутствием других эвакуирующихся из помещения 6.
Рис. 6. Моделирование процесса спасения немобильных людей
5
Для второго этажа эвакуация из помещения 21 начинается через 4 мин после начала пожара, в лестничную клетку входят также помещения 28, 29, в которых время начала эвакуации составит 0,09 мин, в связи с чем они эвакуируются за 4 мин и потоки на лестничной клетке не встретятся.
По результатам расчета для обеспечения условий безопасной эвакуации и соответствия значений пожарного риска в пределах нормы необходимо установить пять противопожарных дверей из помещений 7, 9, 29, 31, 28. В рассмотренных сценариях двери препятствуют распространению опасных факторов пожара и обеспечивают безопасную эвакуацию людей [7]. Двери необходимо предусмотреть не ниже второго типа, предел огнестойкости Е130, шириной не менее 0,8 м в свету. Движение по лестничной клетке с носилками и диаграмма нормирования скорости представлена на рис. 7.
Рис. 7. Движение по лестничной клетке с носилками, диаграмма нормирования скорости
Применение противопожарных дверей позволяет предотвратить распространение опасных факторов пожара в вестибюль и лестничную клетку [8]. Это является приемлемым с экономической точки зрения решением, обеспечивающим время, необходимое для выноса немобильных людей из здания. Результаты расчетов представлены в виде сводной таблицы условий обеспечения безопасной эвакуации.
Определены значения индивидуального пожарного риска:
= 3,465 ■ Ю-8 < ^ = 10-6.
Условие выполняется, следовательно, индивидуальный пожарный риск в помещениях объекта защиты не превышает допустимого значения, установленного Федеральным законом от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» при условии выполнения требований, разработанных в исследовании.
6
Таблица. Сводная таблица результатов моделирования
Расчетные точки (нумерация по сценарию эвакуации Эвак/ОФП) £бл (по потере видимости), мин 0-8 ■ мин мин мин Проверка выполнения условия безопасной эвакуации
Помещение 9 БТИ-РТ 01 0,38 0,304 0,09 0,09+0,18=0,27 Соответствует
Помещение 10 БТИ-РТ 02 >12 9,6 4 4+0,91=4,91 Соответствует
Помещение 28 БТИ-РТ 03 0,8 0,64 0,09 0,09+0,53=0,62 Соответствует
Помещение 29 БТИ-РТ_04 1,85 1,48 0,09 0,09+0,87=0,96 Соответствует
Помещение 30 БТИ-РТ 05 >12 9,6 4 4+4,62=8,62 Соответствует
ЛК выход наружу -РТ 6 >12 9,6 4 4+5,21=9,21 Соответствует
В работе приведен способ снижения пожарной опасности домов престарелых и инвалидов на основе оценки пожарного риска. Проведено моделирование процесса эвакуации иммобильных пациентов из социально-значимого объекта с круглосуточным пребыванием людей. Было отмечено, что для успешной эвакуации необходимо предусмотреть комплекс технических и объемно-планировочных решений (дополнительная лестничная клетка Л1 с шириной лестничного марша не менее 1,35 м, эвакуационные выходы должны обладать параметрами ширины не менее 1,2 м, лестничная площадка шириной не менее 1,35 м, оконные проемы с возможностью открывания на втором этаже площадью не менее 1,2 м2). Также по расчету значений пожарных рисков для обеспечения спасения немобильных людей необходимо обеспечить круглосуточное пребывание трех работников персонала интерната. В расчете были учтены охранник и два медицинских работника. Это обусловлено необходимостью спасения на носилках со второго этажа (2 человека) и спасения с первого этажа на кресле каталке (1 человек).
Таким образом, спасение людей с ограниченными возможностями очень сложная задача. Авторы исследования предложили свое видение решения такой глобальной проблемы с учетом интересов собственника объекта защиты. Такой подход позволит привести систему обеспечения пожарной безопасности к действующим нормам и обеспечит безопасность пациентов и персонала в случае пожара и последующего неконтролируемого горения.
Литература
1. Технический регламент о требованиях пожарной безопасности: Федер. закон от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ (одобр. Сов. Федерации 11 июля 2008 г.) // Рос. газ. 2008. № 163.
2. Сгорели заживо: почему каждый год в хосписах и домах престарелых в России от огня гибнут люди. URL: https://29.ru/text/world/2020/12/15/69631581/ (дата обращения: 11.09.2021).
3. Об утверждении Правил противопожарного режима в Российской Федерации: постановление Правительства Рос. Федерации от 16 сент. 2020 г. № 1479 (в ред. от 21 мая 2021 г. № 766). Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».
4. Свод правил 1.13130.2009. Системы противопожарной защиты. Эвакуационные пути и выходы. URL: https://docs.cntd.ru/document/565248961 (дата обращения: 25.03.2021).
5. Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной
7
опасности: приказ МЧС РФ от 30 июня 2009 г. № 382 (зарег. в Минюсте Рос. Федерации 6 авг. 2009 г., рег. № 14486; введ. 10 июля 2009 г.). Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».
6. Вытовтов А.В., Королев Д.С., Федоров А.В. Математическое моделирование процесса спасения маломобильных групп населения при пожаре // Науч.-аналит. журн. «Вестник С.-Петерб. ун-та ГПС МЧС России». 2020. № 4. С. 126-131.
7. Русских Д.В., Вытовтов А.В., Шевцов С.А. Особенности процесса эвакуации людей из производственного помещения при пожаре // Техносферная безопасность. 2019. № 1 (22). С. 70-82.
8. Korolev D.S., Vytovtov A.V., Kargashilov D.V., Odnolko A.A., Denisov M.S. Mathematical simulatio n of the forecasting process of the fire hazard properties of substances // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Krasnoyarsk Science and Technology City Hall of the Russian Union of Scientific and Engineering Associations. Krasnoyarsk, 2020. С.52025.
References
1. Tekhnicheskij reglament o trebovaniyah pozharnoj bezopasnosti: Feder. zakon ot 22 iyulya 2008 g. № 123-FZ (odobr. Sov. Federacii 11 iyulya 2008 g.) // Ros. gaz. 2008. № 163.
2. Sgoreli zazhivo: pochemu kazhdyj god v hospisah i domah prestarelyh v Rossii ot ognya gibnut lyudi. URL: https://29.ru/text/world/2020/12/15/69631581/ (data obrashcheniya: 11.09.2021).
3. Ob utverzhdenii Pravil protivopozharnogo rezhima v Rossijskoj Federacii: postanovlenie Pravitel'stva Ros. Federacii ot 16 sent. 2020 g. № 1479 (v red. ot 21 maya 2021 g. № 766). Dostup iz sprav.-pravovoj sistemy «Konsul'tantPlyus».
4. Svod pravil 1.13130.2009. Sistemy protivopozharnoj zashchity. Evakuacionnye puti i vyhoda. URL: https://docs.cntd.ru/document/565248961 (data obrashcheniya: 25.03.2021).
5. Ob utverzhdenii metodiki opredeleniya raschetnyh velichin pozharnogo riska v zdaniyah, sooruzheniyah i stroeniyah razlichnyh klassov funkcional'noj pozharnoj opasnosti: prikaz MCHS RF ot 30 iyunya 2009 g. № 382 (zareg. v Minyuste Ros. Federacii 6 avg. 2009 g., reg. № 14486; vved. 10 iyulya 2009 g.). Dostup iz sprav.-pravovoj sistemy «Konsul'tantPlyus».
6. Vytovtov A.V., Korolev D.S., Fedorov A.V. Matematicheskoe modelirovanie processa spaseniya malomobil'nyh grupp naseleniya pri pozhare // Nauch.-analit. zhurn. «Vestnik S.-Peterb. un-ta GPS MCHS Rossii». 2020. № 4. S. 126-131.
7. Russkih D.V., Vytovtov A.V., Shevcov S.A. Osobennosti processa evakuacii lyudej iz proizvodstvennogo pomeshcheniya pri pozhare // Tekhnosfernaya bezopasnost'. 2019. № 1 (22). S. 70-82.
8. Korolev D.S., Vytovtov A.V., Kargashilov D.V., Odnolko A.A., Denisov M.S. Mathematical simulatio n of the forecasting process of the fire hazard properties of substances // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Krasnoyarsk Science and Technology City Hall of the Russian Union of Scientific and Engineering Associations. Krasnoyarsk, 2020. S. 52025.
8
