Требования к защитным сооружениям гражданской обороны при пожарах Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

В. Н. Шульгин

канд. техн. наук, доцент, профессор Академии Государственной противопожарной службы МЧС РФ

В. А. Седнев

д-р техн. наук, заведующий кафедрой Академии Государственной противопожарной службы МЧС РФ

УДК 614.849

ТРЕБОВАНИЯ К ЗАЩИТНЫМ СООРУЖЕНИЯМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ ПРИ ПОЖАРАХ

Рассмотрены требования к защитным сооружениям гражданской обороны при пожарах. Приведены параметры используемых в режиме регенерации специальных средств очистки подаваемого в убежище наружного воздуха. Определены категории по пожарной опасности и степень огнестойкости защитных сооружений гражданской обороны. Рассмотрены нормативные требования для дизельных электростанций, общие противопожарные требования к строительным конструкциям защитных сооружений и влияние прогрева на несущую способность перекрытий и герметичность сооружения.

Ключевые слова: защитные сооружения гражданской обороны, противопожарные требования.

При массовом пожаре газовый состав и температура воздушной среды на территории промышленного предприятия могут изменяться в широких пределах в зависимости от сложившейся пожарной обстановки. При таких условиях подача воздуха в защитные сооружения гражданской обороны вызывает соответствующие изменения параметров внутренней среды. Повышение температуры воздуха внутри убежища выше допустимых значений может привести к тепловому удару и даже гибели людей.

Поглощение укрываемыми окиси углерода, попадающей в убежище при пожаре, может вызвать отравления различной степени, в том числе и смертельные. В качестве показателя воздействия окиси углерода на людей принимается величина, равная произведению ее концентрации Ссо на время поглощения t людьми, которую можно назвать дозой поглощения Дсо [1]. Если поглощение окиси углерода укрываемыми за время их пребывания в убежище превышает предельно допустимую дозу, то СО может оказать токсичное действие на людей и привести к их гибели.

Защита укрываемых от воздействия продуктов горения при существующем внутреннем оборудовании убежищ в режимах I и II в ряде случаев не обеспечивается.

Исследования показали, что режим регенерации с подачей наружного воздуха через фильтры ФГ-70 обеспечивает надежную защиту при условии работы в период всей расчетной продолжительности пожара. Однако установка РУ-150/6 работает только 6 ч [2].

Приказом начальника гражданской обороны СССР, заместителя Московской области СССР от 26.12.1988 г. к эксплуатации принята регенеративная установка "Устройство регенерации 300" (У-300). В связи с этим следует предусматривать специальные мероприятия по усовершенствованию системы воздухоснабжения убежища. К числу возможных мероприятий относятся: применение в режиме II фильтров-дожигателей ФГ-70 для очистки подаваемого в убежище наружного воздуха от окиси углерода; полная изоляция с регенерацией внутреннего воздуха в установках РУ-150/6, "Устройства регенерации 300" или РВ-150; подача в систему возду-хоснабжения убежища воздуха из баллонов; рациональные последовательность и продолжительность существующих и предлагаемых режимов воздухо-снабжения убежищ. В соответствии со СНиП П-11-77* [3] защитные сооружения следует размещать в подвальных помещениях производств категорий по пожарной опасности Г и Д.

Допускается в отдельных случаях размещение защитных сооружений гражданской обороны в подвальных помещениях производств категорий А, Б, В и Е при обеспечении полной изоляции подвалов от наземной части зданий, необходимой защиты входов (выходов) и снижения нагрузки от возможного взрыва в здании до 80% по сравнению с эквивалентной расчетной нагрузкой.

Здания и инженерные сооружения, в которые предусматривается встраивать убежища или противорадиационные укрытия, расположенные в зоне воздействия ударной волны, должны быть не ниже

II степени огнестойкости. Минимальный предел огнестойкости основных строительных конструкций следует принимать для убежищ по СНиП [3], для противорадиационных укрытий в зоне воздействия воздушной ударной волны — по противопожарным нормам проектирования зданий и инженерных сооружений для объектов II степени огнестойкости, для противорадиационных укрытий вне зоны воздействия ударной волны — по противопожарным нормам проектирования зданий и сооружений, в которые они встроены.

Для внутренней отделки помещений защитных сооружений гражданской обороны должны применяться негорючие материалы. Запрещается использование горючих синтетических материалов для изготовления нар и другого оборудования. При использовании под убежища гардеробных помещений, размещаемых в подвалах, хранение домашней и рабочей одежды должно производиться на металлических вешалках или в металлических шкафчиках.

В складских помещениях, приспосабливаемых под защитные сооружения гражданской обороны вместимостью 600 чел. и более и используемых для хранения горючих материалов и негорючих в горючей таре, следует предусматривать устройство автоматических установок пожаротушения, а также вентиляции, используемой для дымоудаления.

При приспособлении под убежища помещений, в которых в мирное время размещаются производства категории В (стоянки легковых автомашин, склады горючих материалов и негорючих материалов в горючей таре) следует предусматривать возможность удаления дыма при пожаре с помощью вытяжной системы вентиляции. Объем удаляемого воздуха должен составлять не менее четырехкратного, при этом следует устанавливать герметический клапан (или уплотняющую заслонку) с электроприводом, открытие которого должно производиться одновременно с пуском вентилятора.

Пуск вентилятора должен предусматриваться: от пускового устройства в фильтро-вентиляцион-ном помещении; от пускового устройства, устанавливаемого у основного входа в убежище, используемого в мирное время; от дымовых извещателей. Одновременно с пуском вентилятора дымоудале-ния выключаются вентиляторы и закрываются герметическими клапанами приточные системы вентиляции.

Защитные сооружения гражданской обороны должны иметь не менее двух входов с шириной двери не менее 0,8 м и ее высотой не менее 1,8 м [2, 3]. Вход (выход) в (из) убежище(а), имеющее дизельную электростанцию, через общую лестничную клетку многоэтажного здания допускается предусматривать при условии отделения глухими него-

рючими ограждениями маршей, идущих в подвал, от маршей, идущих на второй и последующие этажи, и устройства обособленного выхода наружу.

Помещение машинного зала и запаса топливно-смазочных материалов защищенных дизельных электростанций следует относить по пожарной опасности к категории В с оборудованием стационарными автоматическими противопожарными установками. Для дымоудаления из помещения дизельной электростанции допускается использовать вытяжной вентилятор.

В убежище вместимостью 600 чел. и более внутренний водопровод для пожаротушения следует предусматривать в тех случаях, когда это определено требованиями соответствующих глав СНиП в зависимости от назначения помещений в мирное время. В защитных сооружениях гражданской обороны ввод средств пожаротушения должен предусматриваться через входные проемы, заполняемые в мирное время обычными дверями. Защитные сооружения гражданской обороны в соответствии с их использованием в мирное время должны иметь первичные средства пожаротушения (ручные пенные огнетушители, песок и др.) в количестве, предусмотренном правилами пожарной безопасности.

Противопожарные требования необходимо учитывать в целях: исключения или максимального снижения возможности возникновения внутренних и наружных пожаров и ограничения распространения огня; обеспечения своевременного обнаружения пожара, быстрого и эффективного его тушения силами и средствами объекта; обеспечения безопасности обслуживающего персонала, находящегося в сооружении, и возможности продолжения его деятельности при возникновении пожара; создания условий для быстрого восстановления основных функций сооружения, поврежденного пожаром.

Противопожарные требования должны учитываться во всех частях разрабатываемого проекта защитного сооружения гражданской обороны. В пояснительной записке к проекту отражаются: особенности пожароопасности инженерных сооружений и помещений; требования пожарной безопасности в период эксплуатации защитных сооружений гражданской обороны; основные меры противопожарной защиты как самого сооружения, так и территории объекта; мероприятия по наружному и внутреннему пожаротушению на объекте. Противопожарные требования к строительным конструкциям защитных сооружений гражданской обороны сводятся к следующему: сооружения должны иметь степень огнестойкости не ниже II; максимальный предел огнестойкости основных строительных конструкций защитных сооружений гражданской обороны должен составлять 1 ч; строительные кон-

струкции сооружений должны быть выполнены из негорючих материалов.

Несущие элементы лестниц (площадки, косоуры, лестничные марши) на путях эвакуации выполняются из железобетонных конструкций, имеющих предел огнестойкости не менее 1,5 ч. В отдельных случаях могут быть применены косоуры маршевых лестниц из других материалов при условии их защиты негорючими материалами или огнезащитными покрытиями, повышающими предел их огнестойкости не менее чем до 1,5 ч. Технологические лестницы, обслуживающие отдельные помещения, могут быть металлическими без огнезащиты.

Двери складских помещений, дизельных электростанций, баллонной, аккумуляторной, тамбуров-шлюзов, помещения узла связи, комплексов технических средств автоматизированной системы управления, аппаратных, люки каналов, инженерных коммуникаций и т.п. следует предусматривать противопожарными.

Количество подземных этажей защитных сооружений гражданской обороны должно быть не более одного. Ограждающие конструкции, разделяющие сооружения на отдельные противопожарные отсеки, а также ограждающие конструкции тамбуров-шлюзов должны иметь предел огнестойкости не менее 4 ч.

Ограждающие конструкции помещений, имеющих собственные границы герметизации внутри противопожарного отсека, а также помещений с производствами категорий А, Б, В должны иметь предел огнестойкости не менее 2,5 ч [2, 3]. В помещениях, где возможно выделение горючих газов, коробчатые конструкции в перекрытиях применять запрещается.

Полы, крышки каналов и люков выполняются из негорючих материалов. Мебель и другой инвентарь помещений должны быть выполнены с негорючими несущими элементами.

Материалы, применяемые для облицовки (включая окраску), обивка и другие детали мебели должны быть трудногорючими; запрещается использование горючей мягкой мебели в сооружениях.

Ограждающие конструкции вентиляционных камер должны быть выполнены из негорючих материалов с пределом огнестойкости не менее 2 ч.

При пожарах особое внимание необходимо уделять воздействию прогрева на несущую способность перекрытий и герметичность защитного сооружения [1].

Тепловое воздействие массовых пожаров является не только причиной нагрева ограждающих конструкций, но в ряде случаев приводит к значительному снижению их расчетной несущей способности и нарушению герметичности сооружения.

Особую опасность прогрев представляет для перекрытия защитного сооружения как наиболее нагруженной конструкции. Поэтому несущая способность перекрытия должна определяться не только по силовому воздействию, но и по тепловой нагрузке.

При расчете перекрытий принимается следующее:

1. Несущая способность перекрытия до прогрева ^ соответствует расчетной эквивалентной статической нагрузке для данного защитного сооружения.

2. Несущая способность перекрытия после расчетного теплового воздействия пожара q2 не должна быть меньше 0,15 кгс/см2 в зданиях до трех этажей и 0,3 кгс/см2 в зданиях выше трех этажей, поскольку основной нагрузкой на перекрытия встроенных защитных сооружений при массовом пожаре является нагрузка от обрушивающихся конструкций.

3. Влияние ударной волны при определении величины q2 не учитывается, так как возникновение массовых пожаров возможно только при значении давления на фронте ударной волны не более 0,5 кгс/см2, при котором ограждающие конструкции защитного сооружения не достигнут расчетных предельных состояний.

Величина q2 в пределах точности инженерных расчетов может быть определена из условия, что сжатый слой бетона Н1, температура которого достигла 500°С и выше, в работе сечения не участвует. Поэтому расчет несущей способности перекрытий с учетом тепловой нагрузки должен производиться при тепловых кратковременных воздействиях типа КВ-! КВ-П, КВ-У и длительных воздействиях типа ДВ, при которых наружная температура может превышать 500°С. В других случаях (тепловые воздействия типа КВ-Ш и КВ-ГУ) влиянием прогрева на несущую способность перекрытий можно пренебречь.

Порядок расчета перекрытия с учетом его прогрева при пожаре можно рассмотреть на примере однопролетной балки. Для однопролетной железобетонной конструкции q2 определяется по формуле

q 2 =

Я,

8 111

Я,

ы2

(1)

где Л8 — площадь поперечного сечения арматуры,

см

Я8—расчетное сопротивление арматуры, кгс/см2; Яи — расчетное сопротивление бетона, сжатого при изгибе, кгс/см2;

к01 — рабочая высота сечения после нагрева конструкции, см, к0 = к0 - к1;

к0 — рабочая высота сечения до нагрева конструкции, см;

Н1 — высота слоя бетона, см, с температурой 500°С и более,

h\ = 652a1

0,65.

(2)

а — коэффициент температуропроводности;

Ь — ширина сечения, см;

I — расчетный пролет конструкции, см;

ц — коэффициент армирования, ц = ——.

Ьк0

При наличии над перекрытием слоя теплоизоляции к"3 величина слоя Н1, прогретого до 500°С, находится по формуле (2) после подстановки в нее вместо коэффициента температуропроводности железобетона коэффициента температуропроводности теплоизоляции. Если Н1 < к"3, проверка способности перекрытия не производится. Если к1 > к"3, величина к1 подсчитывается заново с учетом коэффициента температуропроводности, после чего по формуле (1) определяется д2.

Для предотвращения нарушения герметичности сооружения необходимо предусматривать защиту герметизирующих материалов теплоизоляционным слоем, обеспечивающим сохранение их свойств при нагреве ограждений во время пожаров. Толщина такого слоя может определяться по специальным номограммам. Температура поверхности теплоизоляционного слоя, граничащей с герметизирующей прокладкой, принимается при расчете

равной предельной температуре применения герметизирующего материала.

В связи с тем, что предельная температура для герметизирующего материала как правило значительно ниже 500°С, расчет защитного теплоизоляционного слоя следует производить практически при воздействии любой (от КВ4 до ДВ) тепловой нагрузки.

В тех случаях, когда защитный теплоизоляционный слой рассчитан из условия поддержания на поверхности герметизирующего материала температуры ниже 500°С, дополнительная проверка несущей способности ограждений по тепловой нагрузке может не производиться.

Существенное влияние на общую герметичность сооружения может оказать также прогрев входных устройств и, в частности, их резиновых герметизирующих прокладок. В особенности это относится к наружной двери сооружения, герметизирующие прокладки которой при тепловом воздействии массовых пожаров прогорают. Прокладки внутренней герметической двери при этом сохраняются, поскольку при нормативных размерах тамбура температура внутренней двери во время пожара не превышает 100°С.

Использование для изготовления герметизирующих прокладок термостойкой резины или других подходящих для этой цели материалов (например, асбестового шнура) позволит предотвратить падение герметичности сооружения при массовых пожарах.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Шульгин, В. Н. Особенности расчета защитных сооружений гражданской обороны при воздействии обычных средств поражения и в особых условиях : учебное пособие / В. Н. Шульгин. — Новогорск : [б. и.], 2000.

2. Шульгин, В. Н. Защитные сооружения гражданской обороны : научно-практический труд / В. Н. Шульгин [и др.]. — Калуга : [б. и.], 2007.

3. СНиП 11-11-77*. Защитные сооружения гражданской обороны : утв. Госстроем СССР 13 октября 1977 г. : введ. в действие 1 июля 1978 г. — М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987.

Материал поступил в редакцию 20.10.08. © Шульгин В. Н., СедневВ. А., 2008 г. (тел. +7 (495) 617-27-78).