1. Последствия воздЕйСтвия пожаров на строительные конструкции и материалы

1.1. Статистика пожаров в Российской Федерации и последствий огневого воздействия на строительные конструкции и материалы

В начале 2002 г. на Земле зарегистрировано около 7 млн. пожаров, при которых погибло примерно 62,3 тыс. человек, при этом в России (самый высокий показатель в 21 в.) погибло 19,8 тыс. чел. [15-19]. Большинство пожаров связано с деятельностью человека. Природные пожары составляют менее 1 %. В целом, в мире прослеживается следующая тенденция – при росте населения на 1 % число пожаров увеличивается на 5 %, потери растут на 10 %. В развитых странах убытки от пожаров составляют порядка 1 % валового национального продукта [16]. Отмечается, что темпы роста потерь от пожаров превышают динамику роста национального дохода.

В Российской Федерации в последней четверти прошлого века отмечалось возрастание количества пожаров. Вследствие воздействия высокой температуры и других негативных факторов пожара происходят разрушения и повреждения зданий и сооружений, технологического оборудования, гибель и травмирование людей, загрязнение окружающей среды, что существенно влияет на социальные и экономические показатели, и в целом на развитие экономики страны.

Наибольшее количество погибших людей на пожарах в России отмечалось в 2002 г. и составило 19986 чел., к этому же году относятся и другие негативные показатели, связанные с пожарами.

Однако принимаемые в последние десятилетия правительством страны меры положительно сказываются на состоянии пожарной безопасности страны, в частности, существенно уменьшаются количественные показатели гибели и травмирования людей и другие.

Ниже представлена таблица статистических данных о пожарах в РФ за последние годы (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Название статистических показателей	Статистические показатели по годам
	2007	2008	2009	2010	2011	2012	2013	2014
Число пожаров, тыс.	211,2	200,4	183,9	179,5	168,5	163,0	153,6	150,80
Число погибших при пожарах, чел.	15924	15165	13148	13061	12019	11652	10612	10138
Число травмирован. при пожарах, чел.	13646	12800	14567	13117	12516	12229	11132	10997
Прямой материальный ущерб от пожаров, млрд. р.	8,551	12,045	13,7	14565	18199	15693	14885	18247

Большинство пожаров в России регистрируется в зданиях жилого сектора (71,4 %), в общественных зданиях – порядка 4,5 %, в производственных зданиях гораздо меньше – 2,4%, на транспорте -13,2% ( рис. 1.1).

Рис. 1.1

Как видно из рисунка, большинство пожаров происходит на объектах жилого сектора (в среднем за 5 лет – 76 %), производственных, складских, общественных и строящихся зданиях и сооружениях. Ежегодно в стране в результате пожаров уничтожается порядка 70 000 строений, намного больше повреждается. В жилом секторе ежегодно теряется более 5 млн м² поэтажной площади, это примерно соответствует городу с 500-тысячным населением. Из этого следует, что обеспечению пожарной безопасности зданий и сооружений необходимо уделять внимание не только при их эксплуатации, но и на этапах проектирования, а также строительства с учетом современных требований строительных норм и правил, в частности, по обеспечению требуемых норм огнестойкости строительных конструкций.

По статистическим данным, более 70 % случаев гибели людей при пожарах обусловлено воздействием угарного газа, а также продуктов горения и термического разложения материалов, составляющих пожарную нагрузку помещений. Полимерные материалы в значительной степени способствуют росту числа пожаров, материальных потерь и человеческих жертв. Отмечается, что из более 80 проверенных на токсичность продуктов горения полимерных материалов более 50 % обладают высокой и чрезвычайной токсичностью. В качестве антипиренов и дымоподавляющих добавок в полимерных композициях присутствуют соединения висмута, олова, кадмия, сурьмы и других металлов, которые вместе с частицами дыма и «летучей золой» попадают в атмосферу. В зоне охлаждения также образуются диоксины. Они термостабильны до 1000–1200 ⁰С, а при 1500 ⁰С разрушаются лишь на 94,8–98,9 %. По своей токсичности диоксины (летальная доза – 3,1∙10 ^‑15 моль/кг) в 10000 раз превосходят боевые отравляющие вещества.

Кроме этого, состав и свойства строительных и отделочных материалов оказывают влияние также и на образование высокой температуры на пожаре (число погибших от воздействия которой – более 9 %), на низкую концентрацию кислорода на месте пожара (число погибших вследствие недостатка кислорода – порядка 1,55%) и т.д.

Таблица 1.2

Причина гибели людей	Количество погибших, чел.				Доля общего числа погибших при пожарах, %
	2008	2009	2010	2011	2008	2009	2010	2011
Воздействие высокой температуры при пожаре	1749	1676	1185	869	11,43	12,03	9,07	7,23
Отравления токсичными продуктами горения при пожаре	11597	10011	9522	8624	75,79	71,78	72,85	71,76
Удушение в результате пониженной концентрации кислорода при пожаре	253	243	203	178	1,65	1,74	1,56	1,48
Падение с высоты при пожаре	16	24	14	8	0,10	0,17	0.11	0.07
Обрушение строит. конструкций при пожаре	19	15	5	9	0.12	0,11	0.04	0,07
Поражения осколками от взрывов при пожаре	-	11	19	17	-	0,08	0.14	0,12
Поражение электрическим током при пожаре	11	7	5	6	0,07	0,05	0,04	0,05
Обострение форм заболеваний	127	23	10	4	0,83	0,16	0,08	0,03
Причина гибели не установлена	-	1151	1456	1848	-	8.81	11,14	15,38
Прочие причины	1149	711	595	409	9,56	5,92	4,95	3,40

При пожарах, сопровождающихся возгоранием азотосодержащих материалов, организм человека подвергается комбинированному воздействию ряда химических соединений, среди которых наибольшее токсикологическое значение имеет цианистый водород (HCN). Его токсичность в 50 раз превосходит токсичность СО [20]. При этом в закрытых помещениях концентрация токсичных газов может в десятки и тысячи раз превышать значения ПДК и достигать уровня летальных доз. Поэтому загазованность помещений давно признана опасным фактором пожаров, о чем свидетельствует гибель людей при пожарах от отравлений. С этой точки зрения современные дома не соответствуют критериям безопасности, так как по санитарно-гигиеническим показателям не обеспечивают уровень приемлемого индивидуального риска при пожаре.

Отметим также, что показатели смертности среди пожарных стоят сразу после показателей смертности военных, моряков и строителей, т.е. пожарные умирают раньше, чем представители многих других профессий, поэтому профессия пожарного по степени риска включена в высшую категорию 5 и 6 степени тяжести труда. Необходимо учитывать также не только опасность летального исхода во время пожара, но и вероятность приобретения заболеваний населением близлежащих территорий. В атмосферу уже в начальной стадии термического разложения материалов попадают самые разнообразные химические соединения, синтезирующиеся при пожаре (в настоящее время в мире известно порядка 2 млн. наименований различных веществ), а также продукты горения. Кроме того, в результате пожаров происходит длительное загрязнение природной среды и ухудшение здоровья людей, проживающих в сфере действия пожара, возникновение у них серьезных заболеваний – это так называемые экологические последствия пожара, т.е. экологический ущерб от загрязнения окружающей среды.

Наибольший материальный ущерб наносят крупные пожары (не только на жилых объектах, но и в гаражах, производственных, складских, торговых, зрелищных, образовательных и административно-общественных объектах). Достаточно вспомнить пожары на заводе двигателей КАМАЗа, в зданиях ВТЦ после теракта в Нью-Йорке в 2001 г., пожары на шинном заводе в Москве, на автотранспортном предприятии в г. Воронеже (сгорело 87 автобусов «Икарус»).

В 2014 г. в России число крупных пожаров составило всего 1,33 % от общего количества пожаров, а причиненный ими ущерб составил 16,2 %. В Москве доля крупных пожаров составила всего 0,03 % от общего количества пожаров, но причиненный ими ущерб составил 59,4 %. Изучение таких пожаров представляет интерес не только с точки зрения методов и способов борьбы с ними, но, что не менее важно, с точки зрения оценки устойчивости основных конструкций при высокоинтенсивном огневом воздействии, а также возможности их дальнейшей эксплуатации после огневого воздействия.

Анализ причин и последствий пожаров в зданиях различной степени огнестойкости показывает, что большинство пожаров происходит в малоэтажных зданиях, обладающих низкой степенью огнестойкости, построенных с применением горючих несущих и ограждающих конструкций. Из этого следует, что для снижения ущерба от пожаров необходимо обеспечить соблюдение требуемых норм пожарной безопасности зданий и сооружений в процессе проектирования, строительства и эксплуатации. Необходимо также повышать фактические пределы огнестойкости строительных конструкций; снижать пожарную нагрузку помещений, пожарную опасность строительных и отделочных материалов, с учетом допустимой степени риска возникновения пожара и обрушения строительных конструкций в процессе огневого воздействия.

В последние годы состояние дел в сфере пожарной безопасности во многих странах принято рассматривать с точки зрения пожарных рисков [15,24-29]. Если допустить возможность управления риском, то это значит, в определенной степени можно управлять и опасностью (в том числе пожарной). Для всех объектов защиты основными рисками на пожарах следует считать, во-первых, число пожаров, приходящихся в год на одного человека (риск R₁ для любого человека на этом объекте столкнуться с пожаром); во-вторых, число погибших на одном пожаре (риск R₂ для любого человека на данном объекте погибнуть при пожаре); в-третьих, число людей, погибающих от пожаров за год, в расчете на одного человека (риск R₃ для любого человека погибнуть от пожара). Все указанные риски связаны соотношением R₁ · R ₂ = R ₃ .

В России значительно хуже обстоят дела с пожарными рисками R₂ и R₃, связанными с гибелью людей при пожарах. Их значения примерно в 10 раз превышают мировые значения. Каждый четвертый человек, погибающий при пожарах в мире, сейчас является гражданином России. В США и странах Европы один погибший приходится в среднем на 100 тыс. человек, а в России – меньше чем на 10 тыс. человек. В [15] отмечается, что за 100 лет в нашей стране пожарный риск R ₁ вырос в 3-4 раза, риск R ₂ увеличился в 2-3 раза, риск R ₃ вырос примерно в 13 раз!

В этой связи необходимо отметить, что уже в ГОСТ Р 12. 3.047-98. «Пожарная безопасность технологических процессов» требуемый предел огнестойкости строительных конструкций для промышленных помещений определяется с учетом допустимой вероятности отказов конструкций, на основе учета вероятности возникновения пожара в помещении, вероятности выполнения задачи тушения пожара автоматической установкой пожаротушения, а также вероятности предотвращения развитого пожара силами пожарной охраны.