Организация деятельности пожарной охраны / Puchkov - Pozharnaya bezopasnost 2014

Выражение может быть представлено в следующем виде:

Q0

λ	(T	T )F
л	1	2

,

(4.2.9)

где λ – коэффициент теплоотдачи излучением.

Количество теплоты, передаваемой излучением от стенки 1 к стенке 2 при наличии экрана, равно

Q (T		T )F / R
0	1	2	0

где

R 1/ α	л1	δ / λ 1/ α	л2
0

В данном случае

1/ αл1	R1	,	1/	αл2	R2 .
Следовательно
R0	R1 δ / λ R2 ,

(4.2.10)

(4.2.11)

(4.2.12)

(4.2.13)

где αл1 – коэффициент теплоотдачи излучением от стенки 1 к экрану,

Вт/(м2∙К); δ – толщина экрана, м;

λ – коэффициент теплопроводности экрана, Вт/(м∙К); αл2 – коэффициент теплоотдачи излучения от экрана от экрана к стене 2,

Вт/ (м2∙К).

Подставив значение R0 в формулу 4.2.10, получим

Q1	T		T	F	.	(4.2.14)
		1	2
1 / α	л1	δ / λ 1/ α			л2

Расчеты показывают, что экран с тепловым сопротивлением около 0,2 (м2∙К)/Вт, установленный между двумя поверхностями с Т1 = 1000 К и Т2 = 300 К, снижаем количество излучаемой теплоты до 7 % количества теплоты, которое передавалось бы при отсутствии экрана. Это показывает, что подвесные потолки, выполненные из негорючих материалов, могут существенно повысить предел огнестойкости конструкций, к которым они подвешиваются. Не случайно, поэтому установлен предел огнестойкости перекрытий и покрытий, имеющих подвесные потолки, как для единой конструкции.

Также следует отметить то, что экран в виде кирпичной стены толщиной, равной 12 см, установленный между двумя поверхностями с Т1 = 1000 К и Т2 = 300 К снижает количество излучаемого тепла до 6,8 % количества тепла, которое передавалось бы при отсутствии экрана.

Противопожарные шторы предназначены для разделения участков помещений и сооружений на пожарные отсеки или секции с целью локализации пожара и ограничения распространения дыма и продуктов горения, опасных для людей.

241

Несмотря на короткий срок применения противопожарных штор, новая технология защиты от пожара завоевала популярность и активно используется на многих объектах по всему миру: ими оборудованы производственные и складские помещения, гаражи и автозаправочные станции, различного рода хранилища, вокзалы, метрополитены, театры, музеи, объекты торговли и другие здания и сооружения.

Область применения противопожарных штор достаточно обширна, например:

разделение больших пространств зданий и сооружений на пожарные отсеки или секции;

перекрытие оконных, дверных, лифтовых и других проёмов;

ограждение атриумов и эскалаторов;

формирование карманов или резервуаров дыма в подпотолочном пространстве;

защита от воздействия огня близкорасположенных и прилегающих под углом зданий;

защита оборудования повышенной пожарной опасности.

Рис. 4.5. Устройство противопожарной шторы концерна САКУРА

242

Противопожарная штора (огнезащитная или дымозащитная) состоит из следующих основных элементов (рис. 4.5):

–короб шторы – конструкция из специальных профилей с огнезащитой, служащая для размещения в ней вала с приводом и намотанного на него полотна шторы, а также системы поддержания вала и лючки для обеспечения доступа, регулировок и технического обслуживания механизмов и узлов;

–направляющие шины – конструкции из специальных стальных профилей с огнезащитой, предназначенные для обеспечения равномерного опускания полотна и отсекающей шины, а также для герметизации проёма;

–отсекающая шина – конструкция из специальных стальных профилей, предназначенная для обеспечения плотного прилегания полотна к поверхности пола и равномерного сматывания полотна с вала шторы;

–полотно шторы – специальная огнестойкая ткань на основе стекловолокна, армированная нитью из легированной жаропрочной стали.

При необходимости противопожарные шторы могут дополняться системами водяных завес (спринклерных или дренчерных), такие противопожарные шторы называются огнезащитными преградами с теплоизоляцией.

Управление шторами осуществляется при помощи блока управления

вавтоматическом (от датчиков пожарной сигнализации, через несколько минут после исчезновения напряжения в сети), ручном (от кнопок на пульте управления шторой) и дистанционном (от кнопок ручных пожарных извещателей, по команде из диспетчерского пульта управления СПЗ) режимах.

Водяные экраны (водяные завесы) относят к поглотительным экранам, так как их эффективность оценивают количеством поглощенной теплоты. В противопожарной защите водяные завесы применяются главным образом в комбинации с жесткими экранами с целью их охлаждения. Так, например, встречаются водяные завесы для охлаждения противопожарных дверей, занавесов и др., однако за последнее время в связи с особенностями современного строительства возникла необходимость применения водяных завес для замены ими противопожарных преград в тех случаях, когда они не могут быть выполнены по тем или иным причинам.

Различают прозрачные завесы, полупрозрачные и практически прозрачные (аэродисперсные).

Водяные завесы, создаваемые спринклерными и дренчерными оросителями, являются прозрачными, так как поглощают лишь 20 % энергии, расходуемой на нагревание и испарение воды и пропускают незначительно уменьшенный лучистый поток (до 80 %). Эффективность таких завес достигается при их сочетании с противопожарными шторами и экранами или при значительных расходах воды. Поэтому в качестве самостоятельных противопожарных преград они не могут быть рекомендованы. Водяные завесы

243

устраивают для того, чтобы исключить возможность перехода огня, например, по сгораемым веществам или через расположенные под противопожарной зоной материалы и оборудование путем смачивания, а также

сцелью охлаждения жестких преград.

Кполупрозрачным относятся цепные завесы (сетчатые) из проволоки, охлаждаемой водой. Защитное действие сетчатых завес из металлической проволоки объясняют тем, что сетка локализует конвективные потоки, а следовательно, и передачу тепла конвекцией. Такие завесы для защиты больших проемов, а тем более замены противопожарных преград могут быть рекомендованы лишь в отдельных частных случаях.

Непрозрачные (аэродисперсные) водяные завесы могут быть получены при достижении определенной дисперсности водяной струи. Они снижают лучистый поток на 90 %. Эффективность таких завес зависит от степени дисперсности воды, ее расхода и толщены завесы. Основные параметры такой завесы применительно к защите рабочих от теплового излучения металлургической промышленности установлены опытным путем и могут быть определены расчетом. При крупности частиц от 5 до 20 мк толщину завесы принимают 0,82 м.

Расход воды для аэродисперсных завес может быть определен по формуле:

Q (2 104 R 2gh) / 3Н ,			(4.2.15)

где Q – расход воды на 1 м2 боковой поверхности завесы, г/(м2∙с); r – радиус капли, см;

R – толщина завесы, м; Н – высота завесы, м; n – напор у насадки, м;

φ – коэффициент расхода;

g – ускорение силы тяжести, м/с2.

На основании исследований Тбилисского научно-исследовательского института охраны труда (ТБИОТ) установлено, что наилучшее распыление водяной струи достигается сжатым воздухом. При этом получаются мелкие капельки (5–20 мк) при сравнительно простой конструкции распыливающего устройства.

В настоящее время аэродисперсные завесы и конструкция форсунок разработаны применительно к условиям на металлургических производствах. Применительно к противопожарным экранам создание аэродисперсных завес нуждается в дополнительной конструктивной разработке и экспериментальной проверке.

244

Для обычных водяных завес, применяемых для охлаждения жестких экранов, на основании опыта проектирования установлены следующие параметры.

Спринклерные или дренчерные оросители, применяемые для раздробления струи, размещают на расстоянии 2,5 м из расчета подачи 0,5 л/с на 1 м2 орошаемой плоскости или проема. Расход воды через спринклер определяют в зависимости от величины давления перед сплинклером по формуле:

Q

f

2gh)

,

(4.2.16)

где φ – коэффициент расхода через спринклер, равный 0,7–0,8; f – площадь поперечного сечения выходного отверстия.

Для спринклерных и дренчерных оросителей водяных завес свободный напор воды применяют 50 кПа (5 м вод. ст.) у оросителя. Приведенные минимальные величины напоров у головок обеспечивают достаточную устойчивость водяной завесы под напором потоков продуктов горения.

Структурная схема типовой дренчерной завесы изображена на рис. 4.6. Специальные оросители для дренчерных завес выпускаются Российскими заводами, а также ведущими производителями пожарно-технического оборудования в мире, хотя в отечественной практике часто встречаются случаи проектирования водяных дренчерных завес на оросителях общего назначения.

			3
	1

4

6 7

5

2

Рис. 4.6. Схема дренчерной завесы:

1 – специальный дренчер; 2 – ширина проема в противопожарной преграде; 3 – реле потока; 4 – клапан (включение дренчерной завесы автоматически); 5 – кран (включение дренчерной завесы вручную на месте);

6 – прибор управления пожарный; 7 – кнопка дистанционного пуска (включение дренчерной завесы вручную дистанционно)

245

Дренчерные завесы получили широкое применение в торговоразвлекательных центрах, торговых залах крупных гипермаркетов для деления на пожарные отсеки. Длина реально проектируемых сегодня дренчерных завес, используемых вместо противопожарных стен, на крупных объектах достигает 250 м.

Любая конструкция, в том числе противопожарная имеет проемы дверные, технологические или коммуникационные, и, рассматривая конструкцию с точки зрения предотвращения развития и распространения пожара, необходимо обращать внимание на их защиту.

Наиболее широкое применение и распространение в зданиях и сооружениях для защиты проёмов в противопожарных преградах получили навесные противопожарные двери и ворота. Дверные проемы, защищенные ими, используют в качестве эвакуационных, если устройства для самозакрывания и уплотнения дверей в притворах не препятствуют их открыванию с любой стороны без ключа. Раздвижные, откатные и подъемноопускные двери и ворота применяют в основном для защиты технологических проемов, проёмов в производственных зданиях, проёмов в противопожарных стенах, проемов в складских помещениях и сушильных камерах. Раздвижные, откатные и подъемно-опускные двери не устраивают на путях эвакуации. Во взрывоопасных помещениях применяют искробезопасные двери, в которых для предупреждения искрения от механических воздействий все трущиеся части, а также кромки полотна защищают латунью или другим цветным металлом. Диапазон материалов изготовления противопожарных дверей и ворот довольно широк – столярная плита с обшивкой сталью, стальной каркас с заполнением негорючей теплоизоляцией, стальная рама с заполнением различными видами огнестойкого стекла.

Кроме дверей и ворот, для защиты проемов в противопожарных преградах применяются тамбур-шлюзы. Тамбур-шлюз - объемная конструкция из противопожарных перегородок, перекрытий и дверей, предназначена для исключения распространения газовоздушных продуктов пожара из одного помещения в другое (рис. 4.7).

Рис. 4.7. Тамбур-шлюзы для зданий общественного назначения

246

Ширину тамбур-шлюзов предусматривают более ширины дверных проемов не менее чем на 0,5 м (по 0,25 м – с каждой стороны проема), а глубину – более ширины дверного или воротного полотна не менее чем на 0,2 м, но не менее 1,2 м.

Тамбур-шлюзы предусматривают в тех случаях, когда помимо защиты дверных и технологических проемов в противопожарной преграде требуется обеспечить их надежную газо- и дымонепроницаемость. Для этого

вобъеме тамбур-шлюзов специальными вентиляционными установками создают избыточное давление (подпор воздуха), равное 20 Па.

Для защиты технологических и коммуникационных проёмов в противопожарных преградах применяются люки, клапаны и другие технические устройства, обеспечивающие нераспространение пожара.

Защита отверстий и проёмов может ограничиваться простыми решениями в виде плотной заделки швов и щелей раствором или специальным составом-герметиком и заканчиваться сложными инженерными решениями и сооружениями, например для защиты конвейерных проемов.

Вместах пересечения противопожарных преград каналами, шахтами и трубопроводами для транспортирования веществ и материалов, за исключением каналов систем противодымной защиты, предусматриваются автоматические устройства, предотвращающие распространение продуктов горения по каналам, шахтам и трубопроводам.

Особое место в защите проемов занимает противопожарный занавес

вкультурно-зрелищных предприятиях – мощная стальная конструкция, защищенная со стороны сцены негорючей теплоизоляцией весом в несколько десятков тонн. Противопожарный занавес предназначен для защиты портального проёма в противопожарной стене, отделяющей глубинную колосниковую сцену (сценический комплекс) от зрительного зала (зрительский комплекс).

Местные противопожарные преграды подразделяются на преграды ограничивающие розлив жидкостей, по поверхности которых может распространяться пламя: бортики, обваловки, стенки, кюветы и дренажи; преграды ограничивающие распространение пожара по поверхности строительных конструкций: пояса, козырьки, гребни и др., и по пустотам конструкций: диафрагмы.

Местные противопожарные преграды являются эффективными в течение сравнительно небольшого времени до момента, когда наступает объёмное распространение пожара.

Ограничение розлива жидкостей (бортики, обваловки). Первоначальным источником розлива жидкостей является авария, возникающая в результате нарушения режима ведения технологического процесса. При этом разлившаяся горючая или легковоспламеняющаяся жидкость в силу

247

разных причин может воспламениться. При горении площадь поверхности, по которой распространяется пламя быстро увеличивается, если нет ограничений, пожар принимает большие размеры до прибытия пожарных подразделений. Если пожар возникает в здании, жидкость может залить весь пол в пределах пожарного отсека или секции, а в многоэтажных зданиях возможен розлив жидкостей в пределах нескольких этажей. Кроме того, розлив жидкостей и распространение пожара возможны по различным каналам, предназначенным для прокладки коммуникаций.

Ограничение распространения пожара по конструкциям (гребни, пояса, диафрагмы). Для ограничения распространения пожара по наружным поверхностям конструкций из горючих материалов, а также по конструкциям из негорючих материалов, но имеющих горючую отделку, облицовку, заполнение или теплоизоляцию, предусматривают гребни, пояса и диафрагмы. Гребни чаще всего являются продолжением противопожарных стен и перекрытий. Поэтому гребни могут быть как вертикальными, так

игоризонтальными. В отдельных случаях устраивают местные горизонтальные гребни-козырьки, чаще всего над входами в помещение, где хранятся горючие вещества и материалы, для отклонения потоков продуктов горения.

При проектировании многофункциональных высотных зданий и комплексов для предотвращения распространения пожара по фасадам предусматривают в уровне противопожарных перекрытий козырьков и выступов шириной не менее 1 м из негорючих материалов.

Вряде случаев ограничение распространения пожара по покрытиям

истенам достигается устройством поясов, которые представляют собой негорючую вставку в конструкцию из горючих материалов. Устройство поясов в покрытиях с горючим утеплителем и кровлями считается рациональным в том случае, когда они дополняются противопожарными стенами. В противном случае пожар распространяется внутри здания обходя пояса.

Взданиях холодильников, где теплоизоляция стен выполняется из горючих материалов, для ограничения распространения пожара по конструкциям применяют так называемые пояса из негорючей теплоизоляции.

4.3. Противопожарные разрывы

Пространственное размещение зданий, как в условиях городской застройки, так и на территориях промышленных предприятий, может оказать решающее значение на предотвращение распространения пожара.

Документом, определяющим основные направления использования земель для промышленного, жилищного и иного строительства, благоустройства и размещения мест отдыха населения является генеральный план. Содержательно генеральный план – это картина будущего, состоящая

248

из предложений по наиболее эффективному решению городских проблем

ипостановки целей городского развития с учетом реальных временных, финансовых, организационных, человеческих и других ресурсов. На основе Генерального плана выделяются земельные участки под конкретные объекты, в том числе пожарные депо.

Нужно четко понимать, что если берег озера, где сегодня растет лес,

игде любят гулять жители, на Генеральном плане обозначен как территория застройки, значит, его обязательно застроят. Если в Генеральном плане не отведено место для строительства новых дорог, то они не будут построены. Если строительство нового жилья не увязано с развитием коммунальной инфраструктуры, то всех ждут проблемы с теплом, электроэнергией, водоснабжением.

Таким образом, Генеральный план – это документ, который определяет, в каком поселении (городе, поселке) мы будем жить через 5, 10, 15

и100 лет и насколько это поселение будет безопасным. Между тем, проблемы обеспечения пожарной безопасности часто не учитываются, особенно в крупных городах, где главной проблемой становиться планомерное увеличение плотности застройки без учета:

–взаимного расположения зданий и сооружений в селитебных, производственных или ландшафтных зонах, преобладающего направления ветра, течения рек и рельефа местности;

–противопожарных разрывов (расстояний) между зданиями и сооружениями;

–обеспеченности въездами территорий предприятий и устройстве подъездов к зданиям и сооружениям;

–размещения городских и внутриплощадочных инженерных сетей;

–обеспеченности территории противопожарным водоснабжением

иудобными подъездами к водоисточникам;

–необходимости устройства пожарного депо.

Преобладающее направление ветра

Для снижения риска возникновения пожара и его дальнейшего распространения, здания и сооружения располагают с учетом преобладающего направления ветра. Для обеспечения пожарной безопасности, не рекомендуется располагать с наветренной стороны для ветров преобладающего направления (по годовой «розе ветров»):

– животноводческие, птицеводческие и звероводческие предприятия, склады по хранению ядохимикатов, биопрепаратов, удобрений и другие пожаровзрывоопасные склады и производства, ветеринарные учреждения, объекты и предприятия по утилизации отходов, котельные, очистные сооружения, навозохранилища открытого типа по отношению к селитебной территории и другим предприятиям и объектам производственной зоны;

249

–склады легковоспламеняющихся и горючих нефтепродуктов, сжиженных газов, сгораемых материалов и ядовитых веществ по отношению к другим зданиям и сооружениям;

–здания, сооружения, открытые установки с производственными процессами, выделяющими в атмосферу газ, дым и пыль, взрывопожароопасные и пожароопасные объекты по отношению к другим зданиям и сооружениям;

–установки с открытыми источниками огня или выбросом искр, по отношению к открытым складам легковоспламеняющихся и горючих нефтепродуктов, горючих газов и сгораемых материалов.

С наветренной стороны по отношению к производственным предприятиям, являющимся источниками загрязнения атмосферного воздуха,

атакже представляющим повышенную пожарную опасность следует располагать:

–селитебные территории;

–предприятия, требующие особой чистоты атмосферного воздуха.

«Розой Ветров» в метеорологии называют повторяемость направлений ветра по румбам сторон горизонта (рис. 4.8). По данным наблюдений за направлением ветра (по флюгеру, анеморумбометру) с использованием достаточно длинного ряда метеонаблюдений по румбам откладываются отрезки, равные числу случаев данного направления ветра, а затем концы этих отрезков соединяют прямыми линиями. Кроме того, по направлениям указывается средняя величина скорости ветра. «Роза Ветров» строится как по месяцам года, так и среднегодовая.

Направление ветра

Повторяемость ветра, %

С

С

11,5

СЗ

СВ

СВ

7,4

В

15,8

ЮВ

15,1

В

З

Ю

8,8

ЮЗ

9,6

З

24,9

ЮВ

ЮЗ

СЗ

7,0

Ю

Рис. 4.8. Пример «Розы Ветров» за 10 лет наблюдения

250