3.4. Покрытия больших площадей зданий из легких металлических конструкций

Для устройства покрытий зданий из лёгких металлических конструкций (ЛМК) наибольшее распространение получил металлический профилированный настил вместо железобетонных плит. Покрытие состоит из верхнего облицовочного слоя – стального оцинкованного листа с мелким профилем и среднего слоя – утеплителя из вспененного полиуретана толщиной 50÷80 мм и плотностью 60 кг/м³. Утеплителем также может быть фенолформальдегидный пенопласт или минеральная вата. Сверху на покрытие кладётся 4÷5 слоев рубероида на битумной мастике.

Самым горючим из утеплителей является пенополистирол, который быстро воспламеняется, при горении плавится и стекает каплями вниз. Он обладает высокой дымообразующей способностью и продукты его горения токсичны. Полное разложение пенополистирола происходит при температуре 250÷380 ⁰С, горит пламенем с выделением большого количества тепла.

Рулонные кровли в зданиях из ЛМК устраивают с применением битумной мастики, которая состоит из гудрона, пиролизной смолы, керосина или солярового масла и других компонентов.

При пожаре воздух по гофрам (пустотам) профилированного покрытия поступает в зону горения, откуда происходит стекание горящего расплава утеплителя и битумной мастики. Почти всегда происходит обрушение несущих конструкций покрытия по длине здания, что значительно усложняет обстановку на пожаре.

Произошедшие пожары зданий из ЛМК показали, что уже на 5÷6 минутах от начала пожара температура внутри профилированного настила достигает 350 ⁰С, происходит вытекание горящего расплава внутрь здания, где происходит горение и задымление. Огонь переходит на кровлю и, примерно, через 20 минут горения могут обрушиться несущие конструкции покрытия. При сильном ветре скорость распространения горения по покрытию достигает 5÷8 м/мин.

При очаге пожара внутри здания обрушение незащищённых металлических конструкций покрытия может произойти раньше, чем будут сосредоточены и введены необходимые силы и средства пожарной охраны для тушения пожара.

Рубежами локализации таких пожаров могут быть противопожарные стены, пересекающие покрытие и возвышающиеся над ним или противопожарные пояса, шириной не менее 3 м из лёгкого бетона или других негорючих материалов; светоаэрационные фонари.

Наиболее безопасными опорными рубежами при тушении пожара на покрытии являются участки, расположенные от очага пожара за температурными швами, которые устраиваются через 72÷90 м между двумя рядами колонн и обеспечивают независимую работу каждого блока покрытия от температурных воздействий.

Пример. Здание главного корпуса хлопчатобумажного комбината размером в плане 408,0х144,0 м и высотой 14,8 м, имеет металлические несущие конструкции (колонны, фермы, прогоны), стены из железобетонных панелей, а покрытие из металлического профилированного настила с пенополистирольным утеплителем и рубероидной кровлей на битумной мастике (рисунок 3.10.).

Через каждые 82 м покрытие разделено температурными швами. Металлические несущие конструкции покрыты вспучивающейся огнезащитной краской.

Всё здание по длине разделено противопожарными стенами на три равные части, которые проходят через покрытие и возвышаются над кровлей здания. Внутренний противопожарный водопровод в нерабочем состоянии. Автоматическая спринклерная система пожаротушения на ремонте.

Ворота между секциями здания комбината противопожарные с пределом огнестойкости П_ф=0,75 час.

По периметру здания смонтированы наружные противопожарные лестницы и сухотрубы (рис.3.11).

Расписание выездов пожарных подразделений на пожары – вариант № 1 (Приложение 1).

Пожар возник в секции № 2, при производстве электросварочных работ от искр расплавленного металла и стал быстро распространяться по древесно-стружечным плитам, хранившимся в здании на площади 1500 м². Через 15 минут горения площадь пожара составляла 180 м², а факел пламени достигал покрытия, из которого выпадали капли расплавленного пенополистирола и битумной мастики, и через щели в настиле огонь перешёл на покрытие.

Сообщение о пожаре в ПЧ-2 поступило через 20 минут с момента его возникновения, когда площадь пожара на уровне пола была около 300 м², а на покрытии 3200 м². Ветер слабый.

Определить требуемое количество сил и средств пожарной охраны для тушения пожара и выполнить схему их расстановки.

Линейная скорость распространения горения внутри здания по древесно-стружечным плитам составляла величину:

Откуда:

где

- по покрытию здания вверху и по кровле:

Рисунок 3.10. План главного корпуса

Рисунок 3.11. Схема развития пожара в главном корпусе хлопчатобумажного комбината:

1 – температурный шов,

2 - противопожарная стена,

3 - наружная пожарная лестница,

4 - сухотрубы

где

Время свободного развития пожара:

Возможная площадь пожара в главном корпусе комбината на момент введения стволов первым прибывшим караулом ПЧ-2 составит:

- внутри здания:

-снаружи здания на покрытии:

При такой большой площади пожаров как внутри, так и на покрытии здания, температура нагрева несущих металлических строительных конструкций близка к предельной (500 ⁰С) и, поэтому, следует ожидать обрушения покрытия в ближайшее время.

Действия отделений на автоцистернах ПЧ-2 должны быть направлены на защиту несущих металлических конструкций от воздействия тепловых потоков пожара в местах опирания покрытия на несущие колонны. Однако, в создавшейся обстановке на пожаре эти действия не принесут ожидаемых результатов и покрытие вскоре должно обрушиться на площади от нескольких сотен до нескольких тысяч квадратных метров.

Огонь будет распространяться дальше по покрытию и кровле, а стекающая горящая масса из битумной мастики и пенополистирола увеличит площадь пожара внутри объёма здания.

Время введения стволов на тушение последним подразделением, прибывшим по вызову № 2, будет равно:

Так как к этому моменту времени произойдёт обрушение покрытия, то площадь пожара внизу будет определяться площадью горения обрушившихся горящих конструкций. Принимаем площадь обрушения, равной 5200 м², что соответствует 60% площади пожара покрытия и кровли между температурными швами секции № 2.

Оставшаяся площадь пожара на покрытии будет равна:

Расстояние, пройденное фронтом пламени по покрытию и кровле к 36^ой минуте:

Следовательно, огонь распространяется до противопожарных стен секции № 2. Площадь, пройденная горением, будет равна:

То есть, покрытие секции № 2 будет почти полностью охвачено горением и возможно дальнейшее его обрушение на большой площади.

Рубежом для локализации пожара на покрытии могут служить противопожарные стены, которые перерезают покрытие и кровлю и возвышаются над ними, являясь барьером для дальнейшего развития пожара.

Площадь локализации (тушения) пожара на покрытии будет равна:

Требуемый расход воды для локализации пожара на покрытии и кровле у противопожарных стен секции № 2:

Площадь тушения обрушившегося покрытия внизу секции № 2:

где

Требуемый расход воды на тушение пожара обрушившегося покрытия:

Требуемое количество переносных лафетных стволов, с расходом воды 25 л/c каждый, для тушения пожара на уровне пола в здании:

Требуемое количество стволов РС-70 (Ø_нас=25 мм) с расходом воды 10 л/c для локализации пожара на покрытии и кровле на рубеже противопожарных стен секции:

Количество отделений на автоцистернах и насосно-рукавных автомобилях для тушения пожара здания комбината:

-тушение пожара внутри секции:

-тушение покрытия и кровли на рубеже противопожарных стен секции:

-общее количество отделений:

По вызову № 2 на пожар прибывает всего 7 отделений на АЦ и АНР, которые будут подавать стволы для его локализации. Для обеспечения локализации пожара внутри здания, внизу, на границе противопожарных стен и дверных проёмов (ворот), необходимо четыре ствола, по одному в каждый для защиты от тепловых потоков и разлетающихся горящих капель. Целесообразно подавать переносные лафетные стволы с расходом 25 л/c, так как они могут в дальнейшем производить тушение внутри секции № 2.

Ещё три отделения подают по одному стволу РС-70 с для локализации пожара на покрытии и кровле, у противопожарных стен секции.

В начале этапа сосредоточения сил и средств пожарной охраны по вызову № 3 восточный ветер резко усилился до 8 м/c.

Время введения стволов для локализации пожара по вызову № 3:

Поданные с восточной стороны для локализации пожара на покрытии и кровле у противопожарной стены стволы РС-70 с расходом 10 л/c сдержали распространение горения на этом рубеже.

Требуемое количество стволов РС-70 с для защиты покрытия и кровли от распространения горения через противопожарную стену на секцию № 3 будет равно:

С подветренной стороны скорость распространения огня по покрытию и кровле увеличилась до 5 м/мин, т. к. там не было стволов для локализации пожара и усилилось горение.

Расстояние, пройденное фронтом пламени по покрытию и кровле к 48-й минуте:

Площадь пожара на покрытии и кровле секции № 1:

где время сосредоточения сил и средств по вызову № 3.

К этому моменту времени покрытие над секцией № 2 полностью обрушится, так как будет пройден максимальный предел огнестойкости защищённых огнезащитной краской металлических несущих конструкций.

Площадь локализации пожара со стороны секции № 1 будет равна:

Требуемый расход воды для локализации пожара на покрытии секции № 1:

Количество стволов РС-70 с для локализации пожара на покрытии секции № 1:

Так как по фронту распространения горения будет сильное задымление, поэтому подаём для локализации пожара на покрытии 3 переносных лафетных ствола с расходом 25 л/c и 4 ствола РС-70 с расходом воды 10 л/c каждый.

Внутрь здания в секцию № 1 будет стекать с покрытия и кровли горящая масса битумной мастики и расплавленного пенополистирола. Ствольщики вынуждены отвести переносные лафетные стволы от защищаемых проёмов в противопожарной стене на расстояние 60÷70 м от западной стены секции, за пределы температурного шва (82 м).

Горение расплавленной стекающей массы будет происходить по всей ширине секции (рисунок 3.11).

Площадь тушения (локализация) внутри секции № 1 будет равна:

Расход воды для локализации пожара внизу секции № 1:

Требуемое количество лафетных переносных стволов с

Количество отделений для локализации пожара в главном корпусе комбината:

- покрытие и кровля с восточной стороны секции № 2:

- покрытие и кровля с западной стороны секции № 1:

- защита проёмов в противопожарной стене со стороны секции № 3:

- локализация пожара внизу секции № 1 с западной стороны:

Общее количество отделений (без учёта резерва):

Общее количество отделений, прибывшее на место пожара (на АЦ, АНР) по всем номерам вызова, составляет 13 единиц.

РТП должен предусмотреть вызов ещё дополнительно 9 отделений, которые могут подавать водяные стволы для локализации пожара. За время их сосредоточения и введения стволов на тушение пожара произойдет обрушение покрытия и кровли над секцией № 1, так как имеющимися силами и средствами невозможно сдержать распространение горения сверху и снизу одновременно.

Имеется возможность сдержать распространение горения в секцию № 3 как через дверные проёмы (ворота), так и противопожарную стену на покрытие и кровлю силами и средствами по вызову № 3.

Секции №1 и №2 будут полностью уничтожены пожаром с обрушением покрытия. Их остатки необходимо дотушивать как внизу, так и возможно частично вверху на покрытии по периметру секций.

Организация тушения пожара

Для тушения пожара РТП организует оперативный штаб пожаротушения в составе: начальника штаба, начальника тыла, представителя администрации объекта. Так как пожар принял большие размеры и для его локализации требуется значительное количество сил и средств, то РТП принял решение организовать три участка на месте пожара и назначил на них начальников.

УТ-1 – дверные проёмы (ворота) в противопожарной стене со стороны секции № 3. Задача: локализовать распространение горения в секцию № 3. Участку придаётся два переносных лафетных ствола с.

УТ-2 – локализация пожара на покрытии и кровле в месте прохождения противопожарной стены со стороны секции № 3. Участку придаются шесть стволов РС-70 с .

УТ-3 – локализация и ликвидация пожара внизу секции № 1. Участку придаются девять переносных лафетных стволов с

Прибывающие подразделения пожарной охраны используются следующим образом:

ПЧ-2 – 1-ое отделение на АЦ устанавливает автомобиль на ПГ-4, прокладывает рукавную линию через вход к воротам в противопожарной стене и подаёт переносной лафетный ствол с для локализации пожара в секции № 2.

2-ое отделение на АЦ устанавливает автомобиль на ПГ-12, прокладывает рукавную линию через второй вход к воротам в противопожарной стене и подаёт переносной лафетный ствол с для локализации пожара в секции № 2.

Отделение АД – в резерв.

ПЧ-3 – отделение на автоцистерне устанавливает автомобиль на ПГ-5, прокладывает рукавную линию к сухотрубу, подсоединяет к нему линию и используя АКП подаёт ствол РС-70 с на покрытие для его защиты от распространения горения через противопожарную стену на секцию № 3.

Отделение на автонасосе прокладывает вторую рукавную линию от АЦ, установленной на ПГ-5 к сухотрубу, подсоединяет к нему линию и используя АКП подает ствол РС-70 с на покрытие для его защиты от распространения горения через противопожарную стену на секцию № 3.

АКП – используется для подъёма ствольщиков на покрытие.

ПЧ-5 – отделение на автоцистерне устанавливает автомобиль на ПГ-8, прокладывает рукавную линию к сухотрубу, подсоединяет к нему линию и используя АКП подаёт ствол РС-70 с на покрытие, для его защиты от распространения горения через противопожарную стену на секцию № 3.

Рисунок 3.12. Схема расстановки сил и средств.

Отделение на АВ прокладывает вторую рукавную линию от АЦ, установленной на ПГ-8, к сухотрубу, подсоединяет к нему линию и используя АКП подаёт ствол РС-70 с на покрытие для его защиты от распространения горения через противопожарную стену на секцию № 3.

ПЧ-4. – отделение на АЦ устанавливает автомобиль на ПГ-11, прокладывает рукавную линию к сухотрубу, подсоединяет к нему линию и используя АКП подаёт ствол РС-70 с на покрытие для его защиты от распространения горения через противопожарную стену на секцию № 3.

Отделение на ПНС-110 устанавливает автомобиль на противопожарный водоём.

Отделение на АР прокладывает две рукавные линии d=150 мм от ПНС к секциям № 2 и № 1, устанавливает на них разветвления.

ПЧ-7. – отделение на автоцистерне прокладывает вторую рукавную линию от АЦ, установленной на ПГ-11, к сухотрубу, подсоединяет к нему линию и, используя АЛ ПЧ-7, подаёт ствол РС-70 с на покрытие, для его защиты от распространения горения через противопожарную стену на секцию № 3.

АЛ – используется для подъёма ствольщиков на покрытие секции № 3.

ПЧ-8. Отделение на АЦ от разветвления магистральной линии ПНС прокладывает рукавные линии к входу № 10 и подаёт переносной лафетный ствол с на тушение обвалившегося покрытия в секции № 2.

Отделение на АНР от разветвления магистральной линии ПНС-110 прокладывает рукавные линии к входу № 11 и подаёт переносной лафетный ствол с на тушение обвалившегося покрытия в секции № 2.

Автомобили – в резерв.

ПЧ-1. – отделение на АЦ от разветвления второй магистральной линии ПНС прокладывает рукавные линии к входу №12 и подаёт переносной лафетный ствол с на тушение обвалившегося покрытия в секцию № 1.

АКП – в резерв

ПЧ-6. отделение на автоцистерне от разветвления второй магистральной линии ПНС-110 прокладывает рукавные линии к входу № 13 и подаёт переносной лафетный ствол с на тушение обвалившегося покрытия в секцию № 1.

Отделение на АТСО – организует связь и освещение на пожаре.

ПЧ-11. 1-ое отделение на АЦ – устанавливает автомобиль на ПГ-17, прокладывает рукавные линии к входу № 14 и подаёт переносной лафетный ствол с на тушение обвалившегося покрытия в секции № 1.

2-ое отделение на АЦ устанавливает автомобиль на ПГ-18, прокладывает рукавные линии к входу № 1 и подаёт переносной лафетный ствол с на тушение обвалившегося покрытия в секции № 1.

Прибывающие по дополнительному требованию РТП отделения на АЦ устанавливаются на ПГ-1, ПГ-2 и ПГ-3 и подают по одному переносному лафетному стволу в ворота 2; 3 и 4 на тушение обвалившегося покрытия в секции № 1.

Схема расстановки сил и средств на момент локализации пожара показана на рисунке 3.11.

Тушение пожаров в зданиях из легких металлических конструкций с горючими полимерными утеплителями

При пожаре возможно:

- быстрое и скрытое распространение огня по полимерному утеплителю внутри стеновых и кровельных панелей;

- образование новых очагов пожара внутри здания от стекающего горящего расплава полимерного утеплителя и битума;

- деформация и обрушение покрытия и незащищённых конструктивных элементов.

При ведении оперативно-тактических действий необходимо:

- внутрь здания – подавать при развившихся пожарах стволы с большим расходом и одновременно в нескольких направлениях для охлаждения несущих конструкций покрытия, колонн нижнего пояса, кровельных и стеновых панелей, а также для тушения очагов и защиты материальных ценностей;

- на покрытие здания – подавать водяные стволы для тушения и предотвращения распространения огня. Вскрывать кровлю для выпуска дыма и снижения температуры, создавать разрывы в утеплителе;

- использовать светоаэрационные фонари, вентиляционные каналы как исходные позиции для создания участков на тушении;

- на наружные стеновые панели – подавать стволы с большим расходом для охлаждения и тушения с одновременным вскрытием конструкций и созданием разрывов;

- использовать распылённую воду из стволов для тушения очагов и защиты материальных ценностей внутри сооружения;

- учитывать возможность перехода огня через пояса в ограждающих конструкциях, противопожарных стенах и перегородках;

- проверять тщательно в стеновых и кровельных панелях наличие скрытых очагов горения с помощью тепловизоров или путём вскрытия и прощупывания.

Вопросы для самоконтроля.

1. Величина линейной скорости распространения горения по покрытию и кровле зданий из ЛМК.

2. Интенсивность подачи воды для локализации пожара на покрытии и кровле зданий из ЛМК.

3. Поведение покрытия из ЛМК с пенополиуретановым утеплителем в условиях пожара.

4. Принципы организации участков на тушении пожаров покрытий больших площадей из ЛМК.

5. Решающее направление действий пожарных подразделений при локализации пожаров в зданиях из ЛМК.

6. Правила охраны труда при тушении пожаров покрытий и кровли зданий из ЛМК.

7. Какие типы водяных стволов надо использовать при тушении горящих падающих капель расплавленного пенополиуретана и битумной мастики внутри здания?

8. Схемы (оптимальные) подачи ручных водяных стволов на покрытие горящего здания с использованием сухотрубов.

9. Обязанности начальника тыла при тушении пожаров зданий с большими площадями покрытий из ЛМК.

10. Обязанности начальника штаба при тушении пожаров зданий с большой площадью покрытия из ЛМК.