Некоторые требования к защитным свойствам защитных сооружений гражданской обороны при пожарах

Статистика техногенных аварий и катастроф, обусловленных несовершенством технических и технологических решений, принятых по результатам поверхностного диагностического обследования, показывает, что затраты на создание автоматизированных комплексов диагностики и мониторинга будут несравнимо меньше ущерба от возможной аварии, которая может привести к чрезвычайной ситуации на объекте. Создание эффективных автоматизированных систем мониторинга инженерно-технического состояния и диагностики, основанных на научно обоснованном использовании совокупности взаимодополняющих методов и средств неразрушающего контроля может обеспечить необходимый уровень надежности и безопасности высотных зданий и сооружений на всех стадиях их жизненного цикла в процессе эксплуатации.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Прус Ю. В., Буййло С. И, Белозеров В. В., Марченко А. В., Тетерин И М. Концепция интегральной диагностики и мониторинга технических объектов: феноменологический подход // Матер. 14-й Межд. конф. «Проблемы управления безопасностью сложных систем». - М.: ИПУ РАН, 2006.

2. Белозеров В. В., Буййло С. И, Босыйй С. И, Прус Ю. В., Удовиченко Ю И, Хаишбашева С. В Диагностика материалов и изделий из них // Электронный учебник по ИНОП 05/6-98. - Ростов н/Д.: ЮФУ, 2007. -http:uran.ip.rsu.ru

3. Прус Ю. В. Акустико-эмиссионные параметры повреждаемости и динамика диссипативных процессов при неупругом деформировании квазихрупких материалов // Дефектоскопия. - 1999. - № 8.

4. Буйло С. И, Белозеров В. В., Зинченко С. П, Иванов И. Г. Возбуждение акустической эмиссии лазерным излучением для исследования структурных изменений в композитах и полимерах // Дефектоскопия. - 2008. - № 9.

5. Прус Ю. В., Белозеров В. В, Ветров А. В. Автоматизация инженерно-технической диагностики высотных зданий на основе комплексирования методов и средств неразрушающего контроля.

УДК 351.86

В. Н. Шульгин

доктор технических наук, доцент, профессор кафедры защиты населения и территорий

Академии ГПС МЧС России

V. Shulgin

НЕКОТОРЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ЗАЩИТНЫМ СВОЙСТВАМ ЗАЩИТНЫХ СООРУЖЕНИЙ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ ПРИ ПОЖАРАХ

В статье рассмотрены требования для защитных сооружений гражданской обороны (ЗГСО) при пожарах. Приведены параметры используемых в режиме регенерации специальных средств очистки подаваемого в убежище наружного воздуха. Определены категории пожарной опасности и степень огнестойкости сооружений. Представлены общие противопожарные требования к строительным конструкциям защитных сооружений и влияние их прогрева на несущую способность перекрытий и герметичность сооружения.

Ключевые слова: защитные сооружения гражданской обороны, массовый пожар, режим регенерации, противопожарные требования.

SOME REQUIREMENTS FOR THE PROTECTIVE PROPERTIES OF PROTECTIVE STRUCTURES OF CIVIL

DEFENSE IN FIRES

In a paper demands for protective buildings of a civil defense are considered at fires. Parameters used in a regime of recuperation of special means of cleanout of outdoor air given to a shelter are resulted. Classes and extent of flame-resistance of fire hazard are specific. General fire-fighting demands to project constructions of protective buildings and agency of a warming-up on a load-carrying capacity of floorings and impermeability of a building are presented.

Keywords: protective buildings of a civil defense; a mass fire; a regime of recuperation; fire-fighting demands.

При массовом пожаре газовый состав и температура воздушной среды на территории промышленного предприятия могут изменяться в зависимости от сложившейся пожарной обстановки. При таких условиях подача наружного воздуха в защитные сооружения гражданской обороны (ЗСГО) вызывает соответствующие изменения параметров в помещениях. Повышение температуры воздуха внутри убежища создает угрозу здоровью и жизни находящихся в нем людей: превышение допустимых температурных значений может привести к тепловому удару и даже гибели.

Поглощение укрываемыми окиси углерода, попадающей в убежище при пожаре, может вызвать отравления различной степени тяжести, 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]. Поглощение окиси углерода, превышающее предельно допустимую дозу, оказывает токсичное действие на укрываемых и может 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 НГО СССР - Зам. МО СССР от 26.12.1988 г. принята регенеративная установка «Устройство регенерации 300» (У-300). В связи с этим надо 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, У-300 или РВ-150; подача в систему воздухоснабжения убежища воздуха из баллонов; рациональная последовательность и продолжительность существующих и предлагаемых режимов воздухоснабжения убежищ.

В соответствии с нормами проектирования СНиП N-11-77* [3]:

- защитные сооружения следует размещать в подвальных помещениях производств категорий по пожарной опасности Г и Д. В отдельных случаях допускается размещение ЗСГО 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;

- огнестойкость зданий и инженерных сооружений, в которые предусматривается встраивать убежища или противорадиационные укрытия (ПРУ), расположенные в зоне воздействия ударной волны, должны быть не ниже II степени. Минимальный предел огнестойкости основных строительных конструкций следует принимать для убежищ по СНиП N-11-77* [3]; для ПРУ в зоне воздействия ВУВ - по противопожарным нормам проектирования зданий и инженерных сооружений (ИС) для объектов II степени огнестойкости; для ПРУ вне зоны воздействия ударной волны -по противопожарным нормам проектирования зданий и сооружений, в которые они встроены;

- для внутренней отделки помещений ЗСГО должны применяться несгораемые материалы. Запрещается применение сгораемых 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 ЗСГО вместимостью 600 чел. и более и используемых для хранения сгораемых материалов и несгораемых в сгораемой 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 сгораемых материалов и несгораемых материалов в сгораемой таре) следует предусматривать возможность удаления дыма при пожаре

с помощью вытяжной системы вентиляции. Объем удаляемого воздуха должен составлять не менее четырехкратного. При этом должен устанавливаться герметический клапан (или уплотняющая заслонка) с электроприводом, открытие которого должно предусматриваться одновременно с пуском вентилятора.

Пуск вентилятора должен предусматриваться: от пускового устройства в фильтровентиляционном помещении (ФВП); от пускового устройства, устанавливаемого у основного входа в убежище, используемого в мирное время; от дымовых извещателей. Одновременно с пуском вентилятора дымоудаления выключаются вентиляторы и закрываются герметическими клапанами приточные системы вентиляции;

- защитные сооружения ГО должны иметь не менее 2-х входов с шириной двери не менее

0,8 м, с высотой двери не менее 1,8 м [2, 3]. Выход (вход) из убежища, имеющего дизельную электростанцию (ДЭС), через общую лестничную клетку многоэтажного здания допускается предусматривать при условии отделения глухими несгораемыми 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 ДЭС следует относить по пожарной опасности к категории В с оборудованием стационарными автоматическими противопожарными установками. Для дымоудаления из помещения ДЭС допускается использовать вытяжной вентилятор ДЭС;

- в убежищах 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 ГО ввод средств пожаротушения должен предусматриваться через входные проемы, заполняемые в мирное время обычными дверями. Защитные сооружения ГО в соответствии с их использованием в мирное время должны иметь первичные средства пожаротушения (ручные пенные огнетушители, песок и др.) в количестве, предусмотренном соответствующими правилами пожарной безопасности1.

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 их 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 ЗСГО. В пояснительной записке к проекту отражаются: особенности пожароопасности ИС и помещений; требования пожарной безопасности в период эксплуатации ЗСГО; основные меры противопожарной защиты, как самого сооружения, так и территории объекта; мероприятия по наружному и внутреннему пожаротушению на объекте.

Противопожарные требования к строительным конструкциям ЗСГО сводятся к следующему: сооружения должны иметь степень огнестойкости не ниже второй; максимальный предел огнестойкости основных строительных конструкций ЗСГО должен быть 1 ч; строительные конструкции 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 ч 30 мин. 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 ч 30 мин. Технологические лестницы, обслуживающие отдельные помещения, могут быть металлическими без огнезащиты.

1 СНиП Н-11-77* раздел 10* Противопожарные требования

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

Количество подземных этажей ЗСГО 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 помещения с производствами категорий А, Б, В должны иметь предел огнестойкости не менее 2 ч 30 мин [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 отделки (включая окраску), обивка и другие детали мебели должны быть трудногорючими; запрещается применение 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 влиянию прогрева на несущую способность перекрытий и герметичность защитного сооружения [1, 4].

Тепловое воздействие массовых пожаров является не только причиной нагрева ограждающих конструкций, но в ряде случаев приводит к значительному снижению их расчетной несущей способности и к 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 [4].

При расчете перекрытий принимается:

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

2. Несущая способность перекрытия после расчетного теплового воздействия пожаров ф 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 ф2 не учитывается, так как возникновение массовых пожаров возможно только при давлении на фронте ударной волны не более 0,5 кгс/см2, при котором ограждающие конструкции защитного сооружения не достигнут расчетных предельных состояний.

Величина ф2 в пределах точности инженерных расчетов может быть определена из условия, что сжатый слой бетона А, 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-1, КВ-11, КВ-У и длительных воздействиях типа ДВ, при которых наружная температура может превышать 500 °С. В других случаях (тепловые воздействия типа КВ-111 и КВ-1У) 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 ф2 определяется по формуле:

(

• А • и • а! •

где А5 - площадь поперечного сечения арматуры, см2; - расчетное сопротивление арматуры,

кгс/см2; Яи - расчетное сопротивление бетона, сжатого при изгибе, кгс/см2; I - расчетный пролет

д

конструкции, см; Ь- ширина сечения, см; ^ = —5— коэффициент армирования;

Ь • А0

А = а1- А; А = 652а0,65,

где а1 - рабочая высота сечения после нагрева конструкции, см; а 0 - рабочая высота сечения до нагрева конструкции, см; А - высота слоя бетона, см, с температурой 500 °С и более; 652 -коэффициент температуропроводности железобетона; а- защитный слой бетона, см.

При наличии над перекрытием слоя теплоизоляции А из величина слоя А"3. прогретого до 500 °С, находится по формуле (2) после подстановки в нее вместо коэффициента температуропроводности железобетона коэффициент температуропроводности теплоизоляции.

Если А"3 < А “3. проверка способности перекрытия не производится.

Если А"3 > Амз, величина А"3 подсчитывается заново с коэффициентом температуропроводности, после чего по формуле (1) определяется ф 2, величина которой не должна быть меньше указанной в настоящей статье.

Для того, чтобы предотвратить нарушение 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, граничащего с герметизирующей прокладкой, при расчете принимается 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 КВ-1 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 прогрев входных устройств и, в частности, их резиновых герметизирующих прокладок. Особенно 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.

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

Таким образом, представленный в статье материал дает возможность на практике просто и эффективно обосновать требования для ЗСГО при пожарах, рассчитать влияние прогрева на несущую способность перекрытий и герметичность сооружения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Шульгин В. Н. Теоретические основы инженерной защиты населения. Монография. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2007.

2. Шульгин В. Н и др. Защитные сооружения гражданской обороны. Науч.-практ. труд. - Калуга, 2007.

3. СНиП 11-11-77*. Защитные сооружения гражданской обороны.

4. БоданскиййМ. Д. и др. Расчет конструкций убежищ. - М.: Стройиздат, 1974.