Прогнозирование и оценка пожарной обстановки в зданиях

В настоящее время пожары наносят огромный материальный ущерб, и нередко уносят жизни людей. Поэтому обеспечение пожарной безопасности помещений, зданий и сооружений в настоящее время подразумевает активное применение инновационных инженерных технологий и современного оборудования.
При строительстве новых зданий и уже существующих необходимо соблюдение правил пожарной безопасности, которые регламентируются нормативными документами, такими как федеральными законами, строительными нормами и правилами. Так согласно 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», активно внедряются современные методы и формы обеспечения пожарной безопасности объектов защиты путем проведения независимой оценки пожарного риска, а также декларирования пожарной безопасности.
Проведенный анализ ...

Введение 3
Глава 1 Прогнозирование и оценка пожарной обстановки 6
1.1 Безопасность зданий и сооружений при возникновении пожара 6
1.2 Основные требования обеспечения пожарной безопасности 16
1.3 Основы прогнозирования возникновений пожароопасной ситуации 22
1.4 Оценка пожарной обстановке в зданиях 27
Глава 2 Мониторинг и прогнозирование пожарной обстановке 34
в зданиях 34
2.1 Цели, задачи, объекты и этапы прогнозирования и оценки пожарной обстановки в зданиях 35
2.2 Меры по предупреждению возникновению пожаров и уменьшению их масштабов в случае возникновения 41
2.3 Разработка экспресс-метода оценки пожарных рисков на основе оценки факторов пожарной опасности объекта 45
2.3.1 Анализ основных факторов, влияющих на расчетную величину пожарного риска на объекте 45
2.3.2 Разработка методологической основы 46
определения пожарных рисков 46
2.3.3 Определение противопожарной защиты объекта 48
2.4 Изучение и разработка экспресс-метода оценки пожарных рисков на основе стандарта в здании 52
2.4.1 Анализ оценки показателя пожарной опасности 52
2.4.2 Разработка зависимости показателя пожарной безопасности 54
от пожарного риска 54
Заключение 60
Список использованной литературы 62
Приложение А. Прогнозирование и оценка обстановки 67
Приложение Б. Система мониторинга и прогнозирования 68
Приложение В. Анализ пожарной опасности здания 69

Ежегодно на земном шаре по разным данным возникает от пяти до восьми миллионов пожаров. На данных пожарах погибают примерно от семидесяти до семидесяти пяти тысяч человек, и примерно один миллион человек в год получают тяжёлые ожоги и травмы. Если учесть незареги-стрированные пожары, то общее их число можно оценить примерно от десяти до одиннадцати тысяч пожаров в год. При этом незарегистриро-ванные пожары также приводят к достаточно большим материальным убыткам и большому количеству травм, требующих медицинского вме-шательства.
Идеальным выходом было бы исключение самой возможности воз-никновения пожара. Однако примерно 75 % всех пожаров на планете воз-никало, возникает и, видимо, будет возникать (по крайней мере, в обо-зримом будущем) по вине человека [16].
Поэтому в настоящее время удел яется особое внимание вопросам пожарной безопасности, так как с учётом интенсивности строительство зданий и сооружений, на которых необходимо соблюдения мероприятий обеспечивающих пожарную безопасность объекта.
Так как технологический прогресс характеризуется огромными за-пасами различных видов энергии, использованием больших объемов хи-мических веществ, высоких давлений, температур, скоростей, производ-ственных объектов, представляющих потенциальную опасность. Внезапное неконтролируемое высвобождение энергии из-за трудно предсказуемых причин может привести к пожарам и взрывам, на территориях строи-тельных объектах.
Актуальность и сложность вопроса обеспечения пожарной безопас-ности в современном мире бесспорна. Пожары представляют собой одно из разрушительных явлений, постоянно сопровождающих развитие чело-веческой цивилизации. С давних времён они причиняют значительный, порой невосполнимый ущерб живой природе и обществу, его достоянию, материальным и духовным ценностям.
В последние годы число пожаров по России выросло до 240-300 ты-сяч в год, причём значительная часть возгораний приходится в зданиях, имеющий различное применения, как для промышленных, так и социаль-ных целей [12].
Федеральный закон «О пожарной безопасности» определяет пожар как неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства. Пожарная безопасность определяется как состояние защищённости личности, иму-щества, общества и государства от пожаров. Так же на территории Рос-сийской Федерации в настоящее время действует целый ряд стандартов, норм и правил пожарной безопасности, инструкций и иные документы, содержащие требования пожарной безопасности.
При рассмотрении вопросов посвящённых пожарной безопасности и методам ее прогнозирования опирались на работы В.В. Кафидова, A.K. Микеева, Т.Г. Меркушкиной, Е.А. Мешалкина, A.C. Бородина, В.И. Дуто-ва, A.B. Гостюшина, С.И. Шубиной, Я.В. Палкевича, В.И. Топорова и др. При рассмотрении технических аспектов обеспечения пожарной безопас-ности в зданиях, а также при рассмотрении вопросов и методов оценки пожарного риска и статистического анализа пожаров в зданиях, исполь-зовался материал работ H.H. Брушлинского, В.А. Пчелинцева, В.М. Еси-на, Е.Т. Шурина, Е.А. Мешалкина, A.B. Матюшина, В.И. Рюткянен, Н.С. Гайдукова, С.А. Никоннова, В.И. Присадкова, E.H. Панина и др.
Цель работы заключалась в прогнозировании и оценки пожарной обстановки в зданиях
Для достижения поставленной цели были сформулированы следу-ющие основные задачи:
- анализ современных методов оценки пожарной безопасности;
- изучение современных методик для оценки пожарной рисков;
- разработка методики оценки пожарных рисков на основе стандарта предприятия.
Полученные данные при выполнении данной работы, могут быть использованы для оценок пожарной обстановке в зданиях, так же исполь-зовать существующие современные методики для оценки рисков возник-новения пожаров в зданиях. Для решения поставленных задач использо-вались следующие методы исследований: методы, базирующиеся на сборе новой информации, эвристические методы.
 

Так, eq например, обрушению железобетонных eq конструкций обычно eq предшествует образование прогиба и трещин. Обрушение деeq ревянных конструкций, защищенных eq слоем штукатурки, предшествует eq отслаивание штукатурки и т.д.На eq строительные конструкции могут eq воздействовать различные динамические и eq статические временные нагрузки eq (падение вышележащих конструкций, eq ударная волна, образующаяся eq при взрыве, скопление личного состава, eq большое количество воды и т.д.).Исходя eq из всех факторов, eq определяющих процесс развития eq пожара по различным eq схемам, можно сделать eq следующие выводы: наибольшая eq площадь пожара и зона eq задымления возможна при eq развитии пожара в здаeq нии по первой и eq второй схемам, наименьшая – eq по третьей. При eq этом общая площадь eq пожара в здании определяется eq как сумма площадей eq во всех горящих помещениях.Как eq показывает практика борьбы с eq пожарами в зданиях после eq распространения огня в eq вертикальном направлении (вверх), eq огонь начинает преимущественно eq распространяться по помещениям этажей. При eq этом характер распространения eq огня в помещениях этажей, eq как правило, будет eq односторонним или двусторонним.В eq некоторых случаях вначале пожара огонь может распространяться eq во все стороны eq (по кругу) или в eq каком-либо углу. Но с eq течением времени харакeq тер распространения огня eq станет односторонним или двусторонним. При eq этом ширина фронта eq распространения огня будет eq равна ширине помещеeq ния, в котором распространяется огонь.1.4 Оценка пожарной обстановке в зданияхВ основе определения пожарной обстановке в зданиях и так же для ее оценки лежат пожарные риски.. В данных правилах представлены основной расчет оценки пожарной обстановке, которая проводится с учетом сопоставлений рассчитанных показателей и соответствующие нормативные значения, которые установлены федеральным законом.Расчет показателей проводится на основе методик разработанных и утвержденных Министерством чрезвычайных ситуаций Российской Федерации.При соблюдении алгоритма пожарная безопасность может быть сформулирована так, например как схема, которая представлена на рисунке 6.Рисунок 6 – Алгоритм управления пожарной безопасностью объекта защитыСогласно статье eq 94 123-ФЗ и Правилам eq проведения расчетов по eq оценке пожарного риска eq оценка пожарного риска eq включает следующие этапы:eq анализ пожарной опасности eq производственного объекта;определение eq частоты реализации пожароопасных eq ситуаций;построение полей eq опасных факторов пожара eq для различных сценариев eq его развития;оценка eq последствий воздействия опасных eq факторов пожара на eq людей для различных eq сценариев его развития;eq анализ систем обеспечения eq пожарной безопасности .При eq оценке пожарного риска eq допускается использовать методы eq оценки времени блокирования eq эвакуационных путей и расчетного eq времени эвакуации, изложенные в eq методиках определения расчетных eq величины пожарного риска, eq утвержденных в установленном порядке.Расчет eq пожарных рисков для eq общественных, административных и жилых eq зданий производится в соответствии с eq Методикой определения расчетных eq величин пожарного риска в eq зданиях, сооружениях и строениях eq различных классов функциональной eq пожарной опасности", утвержденной eq приказом МЧС России № eq 382 от 30.06.2009 eq (регистрационный № 14486 от eq 06 августа 2009 г. в eq Минюсте РФ).Расчет eq пожарных рисков для eq производственных объектов производится в eq соответствии с Методикой определения eq расчетных величин пожарного eq риска на производственных eq объектах", утвержденной приказом eq МЧС России.Индивидуальный eq пожарный риск в зданиях, eq сооружениях и строениях не eq должен превышать значение оeq дной миллионной в год eq при размещении eq отдельного человека в наиболее eq удаленной от выхода eq из здания, сооружения и eq строения точке/Величина eq индивидуального пожарного риска в eq зданиях, сооружениях, строениях и eq на территориях производственных eq объектов не должна eq превышать одну миллионную в eq год [2].Для eq производственных объектов, на eq которых обеспечение величины eq индивидуального пожарного риска eq одной миллионной в год eq невозможно в связи со eq спецификой функционирования технологических eq процессов, до-пускается eq увеличение индивидуального пожарного eq риска до одной eq десятитысячной в год. При eq этом должны быть eq предусмотрены меры по eq обучению персонала действиям eq при пожаре и по eq социальной защите работни-ков, eq компенсирующие их работу в eq условиях повышенного риска.Величина eq индивидуального пожарного риска в eq результате воздействия опасных eq факторов пожара на eq производственном объекте для eq людей, находящихся в селитебной eq зоне вблизи объекта, eq не должна превышать eq одну стомиллионную в год.Величина eq социального пожарного риска eq воздействия опасных фак-торов eq пожара на производственном eq объекте для людей, eq находящихся в селитебной зоне eq вблизи объекта, не eq должна превышать одну eq десятимиллионную в год.В основе eq обеспечения пожарной безопасности eq предприятия лежат, прежде eq всего, организационные мероприятия, eq которые затем реализуются eq технически по четко eq разработанному плану противопожарной eq защиты объекта (в eq соответствии с техническими заданиями, eq приказами и инструкциями о мерах eq пожарной безопасности на предприятии).Прогнозирование eq опасных факторов необходимо eq для оценки свое-временности eq эвакуации и разработке мероприятий eq по ее совершенствованию, eq при создании и совершенствовании eq систем сигнализации, оповещения и eq тушения пожаров, при eq разработке планов eq пожаротушения (планирования eq боевых действий пожарных eq подразделений при пожаре), eq для оценки фактических eq пределов огнестойкости, проведении eq пожарно-технических экспертиз и других целей.В eq развитии пожара в помещении eq обычно выделяют три eq стадии:начальная стадия – eq от возникновения локального eq неконтролируемого очага горения eq до полного охвата eq помещения пламенем; при eq этом средняя температура eq среды в помещении имеет eq не высокие значения, eq но внутри и вокруг eq зоны горения температура eq такова, что скорость eq тепловыделения выше скорости eq отвода тепла из eq зоны горения, что eq обуславливает само ускорение eq процесса горения;стадия eq полного развития пожара - eq горят все горючие eq вещества и материалы, находящиеся в eq помещении; интенсивность тепловыделения eq от горящих объектов eq достигает максимума, что eq приводит и к быстрому нарастанию eq температуры среды помещения eq до максимальных значений;стадия eq затухания пожара - интенсивность eq процесса горения в помещении eq снижается из-за расходования eq находящейся в нём массы eq горючих материалов или eq воздействия средств тушения пожара.Однако в eq любом случае, как eq показывает уравнение "стандартного eq пожара", температура в очаге eq пожара через 1,125 eq мин достигает значения 365оС. Поэтому eq очевидно, что возможное eq время эвакуации людей eq из помещений не eq может превосходить продолжительности eq начальной стадии пожара [21].В eq начальной стадии развития eq пожара опасными для eq человека факто-рами являются: eq пламя, высокая температура, eq интенсивность теплового излучения, eq токсичные продукты горения, eq дым, снижение содержания eq кислорода в воздухе, поскольку eq при достижении определённых eq уровней они поражают eq его организм, особенно eq при синергическом воздействии.Исследованиями учёных eq установлено, что максимальная eq температура, кратковременно переносимая eq человеком в сухой атмосфере, eq составляет 1490С, во eq влажной атмосфере вторую eq степень ожога вызывало eq воздействие температуры 550С в eq течение 20 секунд и 700С eq при воздействии в течение одной секунды, а плотность лучистых eq тепловых потоков 3500 вт/м2 вызывает практически eq мгновенно ожоги дыхательных eq путей и открытых участков eq кожи; концентрации токсичных eq веществ в воздухе приводят к eq летальному исходу: оксида eq углерода в 1,0% eq за 2-3 мин, eq диоксида углерода в пять процентов за пять минут, eq цианистого водорода практически мгновенно. При eq концентрации хлористого водорода 0,01-0,015 % останавливается eq дыхание, а при eq снижении концентрации eq кислорода в воздухе с 23 % eq до 16 % ухудшаются eq двигательные функции eq организма, и мускульная координация eq нарушается до такой eq степени, что самостоятельное eq движение людей становится eq невозможным, а снижение концентрации eq кислорода до 9% eq приводит к смерти через 5 минут.Совместное eq действие некоторых факторов eq усиливает их воздействие eq на организм человека eq (синергический эффект). Так eq токсичность окиси уг-лерода eq увеличивается при наличии eq дыма, влажности среды, eq снижении концентрации кислорода и eq повышении температуры. Синергетический eq эффект обнаруживается и при eq совместном действии двуокиси eq азота и по-нижении концентрации eq кислорода при повышенной eq температуре, а также при eq совместном воздействии цианистого eq водорода и окиси углерода.Особое eq воздействие на людей eq оказывает дым. Дым eq представляет собой eq смесь несгоревших частиц eq углерода с размерами частиц eq от 0,05 до eq 5,0 мкм. На eq этих частицах конденсируются eq токсичные газы. Поэтому eq воздействие дыма eq на человека также eq имеет, по-видимому, синергический eq эффект [22].При eq этом учитывается: вероятeq ность возникновения пожара; eq возможная динамика eq развития пожара; наличие и eq характеристики систем противопожарной eq защиты (СППЗ); вероятность и eq возможные последствия воздействия eq пожара на людей, eq конструкцию здания и материальные eq ценности; соответствие объекта и eq его СППЗ требованиям eq противопожарных норм[19].Комплексная eq система противопожарной защиты eq зданий и сооружений представлена eq на рисунке 7.При eq разработке профилактических мероприятий eq предварительно изучается противопожарное eq состояние объекта. Система eq предотвращения пожара включает в eq себя: предотвращение образования в eq горючей среде источников eq зажигания; исключение или eq ограничение доступа окислителя; eq подсистему контроля газовой eq среды; подсистема молнезащиты eq зданий и сооружений.Комплексная система противопожарной защиты зданий и сооруженийСистема предотвращения пожараСистема пассивной противопожарной защитыСистема активной противопожарной защитыСистема организационно-технических мероприятийСистема ликвидации ЧС и пожараКомплексная система противопожарной защиты зданий и сооруженийСистема предотвращения пожараСистема пассивной противопожарной защитыСистема активной противопожарной защитыСистема организационно-технических мероприятийСистема ликвидации ЧС и пожараРисунок 7 – Комплексная система противопожарной защиты зданий и сооружений.Система ликвидации пожара оперативными подразделениями включает в себя: оперативный план пожаротушения; план спасения людей; технические решения и средства обеспечения спасения людей; технические решения для обеспечения успешного тушения; взаимодействие оперативных подразделений государственной противопожарной службы с другими аварийными и оперативными службами в соответствии с оперативным планом пожаротушения.Глава 2 Мониторинг и прогнозирование пожарной обстановкев зданияхВ основу прогнозирования пожарной обстановке может быть положено вероятный анализ, который учитывает в том числе и непроизвольное вид влияния непосредственно поражающего фактора, а также непредвиденность действий, определяющих физиологическую стабильность предметов находящейся в окружающем мире.Оценка же обстановки это процедуры выявления, изучения и анализа факторов и условий, влияющих на подготовку, ход выполнения и результаты определенных задач, видов деятельности, работы, и, в конечном счете, достижение цели.Понятия «прогнозирования» и «оценки» обстановки неразрывны и не взаимоисключающие друг друга, ввиду того, что они направлены на получение одних результатов. Взаимосвязь этих понятий представлена в виде схемы (прил. А).По сути главными отличиями понятия «прогнозирования» и понятия «оценки» пожарной обстановке состоит в том, что для реальной обстановке времени для оценки данном ситуации и для принятий решений почти всегда ограничено. В связи с этим, необходимо заблаговременно производить прогнозирования по минимальным исходным данным, с использованием постоянных и редко изменяющихся характеристик и по наиболее тяжелым вариантам возможной обстановки. Результаты прогнозирования и оценки обстановки используются в процессе выработки определенных решений. На результаты прогнозирования и оценки обстановки оказывают влияние множество условий и факторов [17].В целом систему оценок условий и факторов в последние годы принято называть системой мониторинга и прогнозирования (см. приложение).2.1 Цели, задачи, объекты и этапы прогнозирования и оценки пожарной обстановки в зданияхВсе жилые общественные, административные и другие здания, предназначенные для бытовых, общественных и культурных потребностей человека, относятся к гражданским зданиям.Поэтому прогнозирование пожарной обстановке необходимо для оценки своевременности и разработке мероприятий по её совершенствованию, при создании и совершенствовании систем сигнализации, оповещения и тушения пожаров, при разработке планов пожаротушения, для оценки фактических пределов огнестойкости, проведении пожарно-технических экспертиз и других целей.В развитии пожара в зданиях обычно выделяют три стадии:начальная стадия - от возникновения локального неконтролируемого очага горения до полного охвата помещения пламенем; при этом средняя температура среды в помещении имеет не высокие значения, но внутри и вокруг зоны горения температура такова, что скорость тепловыделения выше скорости отвода тепла из зоны горения, что обуславливает само ускорение процесса горения;стадия полного развития пожара - горят все горючие вещества и материалы, находящиеся в помещении; интенсивность тепловыделения от горящих объектов достигает максимума, что приводит и к быстрому нарастанию температуры среды помещения до максимальных значений;стадия затухания пожара – интенсивность процесса горения в помещении снижается из-за расходования находящейся в нём массы горючих материалов или воздействия средств тушения пожара.В развития пожара опасными для человека факторами являются: пламя, высокая температура, интенсивность теплового излучения, токсичные продукты горения, дым, снижение содержания кислорода в воздухе, поскольку при достижении определённых уровней они поражают его организм, особенно при синергическом воздействии. Совместное действие некоторых факторов усиливает их воздействие на организм человека (синергический эффект). Так токсичность окиси углерода увеличивается при наличии дыма, влажности среды, снижении концентрации кислорода и повышении температуры. Синергетический эффект обнаруживается и при совместном действии двуокиси азота и понижении концентрации кислорода при повышенной температуре, а также при совместном воздействии цианистого водорода и окиси углерода. Особое воздействие на людей оказывает дым. Дым представляет собой смесь несгоревших частиц углерода с размерами частиц от 0,05 до 5,0 мкм. На этих частицах конденсируются токсичные газы. Поэтому воздействие дыма на человека также имеет, по-видимому, синергический эффект. Максимально допустимый уровень опасных (основных) факторов пожара, воздействие которого не приносит вреда человеку (табл.3), нормирован. Вырываясь из помещения, опасные факторы пожара, прежде всего дым, стремительно распространяются по коммуникационным путям здания [16].Таблица 3 – Нормированные значения опасных факторов пожараОпасных факторов пожаровПредельное значениеОкись углерода (угарный газ) – СО1,16 г/м3 (0,1 % объёма)Двуокись углерода (углекислый газ) – СО20,00011 г/м3Хлористый водород0,000023 г/м3Температура70ОСИнтенсивность теплового излучения1,4 кВт/м2Концентрация кислорода15 %Предельная видимость в дыму20 мВ настоящее время при прогнозировании пожарной обстановки используют интегральный, зонный прогнозы.Оценку пожарной обстановке в зданиях проводят на основе определения пожарного риска, под которым понимается мера возможности реализации пожарной опасности объекта защиты и ее последствий для людей и материальных ценностей, его составляющими являются вероятность возникновения опасных факторов воздействия пожара и размер потерь. Компонентами для оценки пожарного риска являются возникновение пожара, развитие пожара, тушение пожара и минимизация воздействия опасных факторов пожаров. С другой стороны эти компоненты напрямую зависят от технических, природных и социальных факторов. Таким образом, пожары обусловлены техническими факторами (застройкой, объемно-планировочными решениями, технологическим процессом, состоянием электроустановок, инженерных систем предотвращения пожара и противопожарной защиты и т.д.), воздействием природных факторов (молнии, землетрясения, переход от природных пожаров и пр.), а также человеческим фактором (осознанные или неосознанные действия человека) (рис. 8).Рисунок 8 – Факторы пожара, учитывающийся при расчете пожарной обстановкеОценка пожарного риска – систематическая и структурированная оценка состояния пожарной безопасности объекта защиты, выражаемая в интуитивно понятных единицах. Оценка пожарного риска, по сравнению с пожарно-техническим обследованием (мероприятиями госпожнадзора), является наиболее полным критерием фактической защищенности объекта от пожара, т.к. оценка пожарного риска рассматривает не только отступления от действующих нормативов, но и меры либо компенсирующие эти отступления мероприятия, либо меры, дополнительно усиливающие защищенность объекта от пожара. В этом смысле оценка пожарных рисков – более целостный подход к управлению обеспечением пожарной безопасностью объекта защиты, чем принятый в установленных нормативных документах.Оценка пожарных рисков учитывает, что система предотвращения пожара объекта защиты в целом предусмотрена действующим законодательством. Однако в современном здании существуют риски возникновения пожара, обусловленные не только ошибками в проектировании или неправильной организацией обеспечения пожарной безопасности, но и возможностью совершения терактов, поджогов и т.п. Поэтому вероятность возникновения пожара никогда не может быть уменьшена до нуля и всегда есть потребность в мерах противопожарной защиты. В тоже время, меры противопожарной защиты определяются не только активными и пассивными элементами, но и комплексом организационно-технических мероприятий [11].Таким образом, в отличие от подхода по оценке соответствия требованиям по пожарной безопасности, в оценке пожарных рисков важными элементами являются климат местности, уровень урбанизации поселения, подготовка кадров, состояние производственной дисциплины и т.д. Эффективное управление пожарной безопасностью также вносит свой вклад в предотвращение пожара, включая декларации пожарной безопасности.Меры противопожарной защиты и компоненты управления пожарной безопасностью можно рассматривать как переменные, уровень которых может быть уменьшен или увеличен, чтобы обеспечить интегрированный пакет мер, который создает пожарный риск на приемлемом уровне. Однако некоторые факторы, которые имеют большее воздействие на пожарный риск, являются для здания, сооружения постоянными.Этими факторами являются:высота здания (например, одноэтажное, многоэтажное или высотное здание);конструкция здания (например, огнестойкие конструкции или наоборот горючие);действия и процессы, выполняемые в здании (например, обработка огнеопасных материалов, транспортировка пожаровзрывоопасных веществ и материалов, использование открытых источников пламени);сложность планировки здания;площадь здания.