К вопросу о пожарной опасности высотных многофункциональных зданий

Гаина В. А. Материалы научно-практической конференции с международным участием, посвященной 90-летию со дня образования Академии ГПС МЧС России, 19 октября 2023 года, часть 2, секция 2. С. 26 — 31.

Аннотация. Статья посвящена исследованию актуальных проблем в области пожарной безопасности высотных зданий с различными функциональными отсеками. Автором проведен анализ статистических данных, которые позволили сделать вывод о приоритетных направлениях по защите от пожаров высотных многофункциональных зданий. Рассмотрены особенности современных высотных зданий и их пожарная опасность. Обоснована необходимость внедрения наиболее эффективных методов противопожарной защиты исследуемых зданий.

На сегодняшний день возведение высотных зданий является одним из ключевых направлений строительства в крупных городах. В условиях повышения стоимости земельных участков, выделяемых под строительство, роста населения, целесообразность возведения высотных зданий в мегаполисах оправдано позволяет решить множество проблем, связанных с доступностью городской среды.

Совершенствование методов в строительной отрасли, научно-технологический прогресс способствуют созданию новых объектов инфраструктуры, которые обеспечивают более удобную и эффективную систему связи. В результате этого происходит трансформация городской среды и улучшение жизни населения.

В практике проектирования противопожарной защиты постоянно приходится сталкиваться с объектами, функциональное назначение которых не ограничивается какой-то одной функцией, а сочетает в себе группы помещений разного функционального назначения: жилые, административные, офисные, культурно-развлекательные, здравоохранения, автостоянки и др.

Это обусловлено большим количеством факторов, такими как наиболее выгодные условия для потенциальных арендаторов, экономия места в условиях плотной городской застройки, обеспечить удобство посетителей, которые, не выходя за пределы здания, могли бы получить максимум услуг [1]. Данные сооружения, в соответствии со Сводом правил СП 456.1311500.2020, определяются в качестве зданий, включающих в свой состав два и более самостоятельных (с возможностью независимого использования) пожарных отсека или части здания различных классов функциональной пожарной опасности, взаимосвязанные друг с другом с помощью планировочных приемов (горизонтальными и/или вертикальными коммуникациями — проходами, переходами, лестницами, галереями и т. п.).

Изучение вопросов оценки и обеспечения пожарной безопасности многофункциональных зданий и сооружений, в силу важности сохранения здоровья и жизни людей, минимизации материального ущерба в случае возникновения пожара является актуальным направлением в силу стремительного увеличения доли высотного строительства в Российской Федерации, которое на сегодняшний день, приближается к 30% (рис. 1).

К вопросу о пожарной опасности высотных многофункциональных зданий
Рисунок 1 — Динамика изменения доли высотного строительства в Российской
Федерации (на м²)

Проблема обеспечения пожарной безопасности высотных многофункциональных зданий всегда была очень актуальна, так как методы и технические средства возведения подобных зданий совершенствуются несколько быстрее, чем способы и технические оснащение, обеспечивающие безопасную эвакуацию и эффективное оказание помощи людям при пожарах, а также оперативную локализации и ликвидацию возгораний.

Пожарные подразделения не всегда укомплектованы всеми требуемыми техническими средствами для ликвидации подобных пожаров, а оборудование, применяемое при тушениях пожаров в зданиях с наименьшим количеством этажей, в некоторых случаях, применять нецелесообразно.

Исследуемые здания отличаются повышенной пожарной опасностью вследствие того, что в них сосредоточено большое количество помещений различного функционального назначения, что обеспечивает неравное распределение пожарной нагрузки, рассредоточение большого количества людей в здании различных групп населения, как по физическому состоянию, так и по возрасту.

Усугубляющим фактором выступает большое количество арендаторов, которые, в свою очередь, могут допустить ошибки в процессе эксплуатации помещений. В таких случаях возможно использование неисправных электроприборов (конференц-залы, офисные помещения), несоблюдение требований пожарной безопасности при приготовлении пищи (рестораны, кафе), применение декоративных материалов и элементов для отделки помещений, которые не соответствуют требуемым характеристикам (распространение пламени, токсичность, дымообразующая способность), загромождение эвакуационных путей и выходов и т. д.

При пожарах в высотных зданиях, распространение опасных факторов отличается интенсивностью и скоростью, что может, буквально заблокировать пребывающих людей на верхних этажах зданий.

В процессе тушения пожаров в высотных зданиях, личный состав пожарных подразделений сталкивается с большим количеством трудностей:

В первую очередь, иногда возникала необходимость вручную доставлять средства тушения на большую высоту, на ряду с этим, организация их подачи осуществлялась с помощью установленных мотопомп, что занимало очень много времени. Так, в 2000 г. при пожаре на Останкинской телебашне было недостаточно стационарных средств для пожаротушения. Вследствие этого тушение проводилось переносными огнетушителями, которые вручную доставлялись пожарными на большую высоту из-за невозможности подачи огнетушащих веществ (далее – ОТВ) на большую высоту [2].

На строящихся объектах возникали случаи, в которых отсутствовали стационарные системы пожаротушения. Таким образом, при пожаре на 65-м этаже башни “Восток” комплекса “Федерация” ММДЦ “Москва-Сити” 2 апреля 2012 года (рис. 2.), система объектового пожаротушения находилась в нерабочем состоянии на уровне возникновения очага возгорания, так как ее установка была завершена на 60-м этаже. Кроме того, мотопомпа, предназначенная для увеличения давления в системе, по техническим причинам не была запущена. Такое положение дел существенно затрудняло процесс тушения, так как для подачи огнетушащего вещества необходимо было установить несколько мотопомп на разных высотах для обеспечения перекачки, установка которых заняла более двух часов.

К вопросу о пожарной опасности высотных многофункциональных зданий
Рисунок 2 – Пожар в ММДЦ “Москва-Сити” 2 апреля 2012 года

Также следует отметить, что возгорания в упомянутом комплексе, возникают систематично, практически каждый год:

  • 28 февраля 2001 года – площадь пожара составила 300 м2, пострадавших нет;
  • 17 августа 2009 года – задымление кабеля произошло в одном из помещений делового центра на площади 2 м2, пострадавших нет, огонь ликвидировали сотрудники офиса;
  • 3 октября 2009 года – возгорание на восьмом этаже на площади 10 м2, пострадавших нет;
  • 8 июля 2011 года – пожар произошел в одном из строящихся высотных зданий. На 24 и 25 этажах загорелись кабели;
  • 13 августа 2011 года – на первом этаже башни «Меркурий» произошел пожар площадью три м2. Причиной возгорания стало замыкание силового кабеля, пострадавших нет;
  • 2 апреля 2012 года на 67-м этаже строящейся башни “Восток” комплекса “Федерация” произошел пожар, площадь которого составила 300 кв. метра. В операции по ликвидации возгорания приняли участие 25 пожарно-спасательных подразделений и четыре вертолета. Верхний этаж высотки полыхал практически по всей площади. Тушение пожара заняло около четырех часов;
  • 15 апреля 2012 года небольшое возгорание произошло в подвале одного из зданий “Москва-Сити”. Его площадь составила 2 м2;
  • 11 декабря 2012 года на 20-м этаже башни “Северная” в результате падения ветрозащитного полотна на тепловую пушку произошел пожар, площадь которого составила 10 м2. Пострадали два человека;
  • 25 января 2013 года на 24-м этаже строящейся башни “ОКО” от воздействия тепловой пушки загорелся утеплитель. Площадь возгорания составила 60 м2. Из здания были эвакуированы 220 человек, 1 человек пострадал;
  • 12 января 2014 года – на 15-м этаже 17-этажного строящегося здания в “Москва-Сити” произошло небольшое возгорание. В одном из помещений на площади 20 м2 загорелся мусор. Никто не пострадал;
  • Возгорания продолжались в 2017 г. (09.09); 2018 г. (06.08); 2019 г. (25.01) – воспламенение отложений жиров в кафе на 62 этаже; 2022 г. (0.3.07) на 55 этаже; в 2023 г. (12.02) – площадь пожара составила 300 кв. м.

В отношении тушения пожаров в зданиях большой высоты с помощью вертолетов не всегда возможно по причинам невозможности подлета к требуемой точке расположения очага возгорания. Распространение огня в высотных зданиях может представлять угрозу для людей, особенно для тех, кто не может самостоятельно передвигаться и эвакуироваться. Большая опасность возникает из-за быстрого распространения горения по сгораемым материалам и конструкциям на значительные площади.

Кроме того, задымление лестничных клеток, коридоров, холлов и других путей эвакуации может затруднить спасательные действия. Существует вероятность, что огонь может распространиться на более высокие этажи через просветы и отверстия в перекрытиях, вентиляционные каналы, шахты, люки и другие коммуникации. Также возможно прогревание железобетонных и металлических конструкций или выброс огня через окна и проемы.

Сложность и трудность подачи средств тушения в верхние этажи зданий и сооружений может привести к деформации и обрушению строительных конструкций. Загромождение подъездов к зданию и несоответствие ширины подъездных путей техническим возможностям пожарной техники могут препятствовать успешному проведению спасательных работ и ликвидации горения [3].

Энергоснабжение противопожарных систем и устройств, а также электрооборудование, отвечающее за управление движением лифтов, может нарушаться при возникновении пожара, что часто приводит к остановке лифтов, что вносит дополнительные трудности в проведение аварийно-спасательных операций.

Установка автолестниц и автоподъемников для спасательных работ также является нетривиальной задачей. Одной из проблем является отсутствие достаточного количества передвижных средств, способных подняться на высоту до 80 метров. Кроме того, использование автолестниц на пожарах исключают развитая стилобатная часть и подвальные этажи, а также различные коммуникации.

Проведенный анализ пожаров и натурные опыты по изучению скорости и характера задымления высотных зданий, без применения систем противодымной защиты, свидетельствуют о том, что движение дыма в лестничной клетке происходит со скоростью 7-8 м·мин-1. Как только возникает пожар на одном из нижних этажей, задымление уже через 5-6 минут распространяется по всей высоте лестничной клетки. Уровень задымления достигает такого уровня, что нахождение в лестничной клетке без средств защиты для органов дыхания становится невозможным. В то же время происходит задымление помещений на верхних этажах, особенно расположенных с подветренной стороны.

Теплые газы и продукты горения, проникая в лестничную клетку, повышают температуру воздуха. Исследования показывают, что уже на пятой минуте от начала пожара температура в лестничной клетке, прилегающей к месту возгорания, достигает 120-140°C, что значительно превышает предельно допустимые значения для пребывания человека.

В пределах двух-трех этажей от уровня возникшего пожара формируется тепловая зона, которая можно назвать “тепловой подушкой”. В данной зоне температура составляет примерно 100-150℃. Преодолеть эту зону без соответствующей защиты невозможно.

В зависимости от масштабов пожара, температура в помещении, где он возник, может значительно отличаться. Максимальное значение среднеобъемной температуры достигает значения вплоть до 1000°С. Температуры поверхности перекрытия составляют около 960℃, а поверхности стен – около 860℃.

Если на фасаде здания отсутствуют горизонтальные преграды, пламя из оконного проема спустя 15-20 минут после начала пожара в помещении может распространиться вверх по балконам, лоджиям и оконным переплетам. В результате горящие элементы строительных конструкций и предметы обстановки могут попасть в помещения на следующем этаже и вызвать их возгорание.

Отдельное внимание стоит уделить сложности процессов эвакуации из высотных зданий. Не исключая того, что для выхода с верхних этажей человеку может понадобится более получаса, существует множество людей, которые могут столкнуться с большими трудностями при вынужденной эвакуации, в нашей стране они относятся к маломобильным группам населения. При наличии различных физических и психофизических особенностей, и отсутствии на сегодняшний день, адаптированных под данные группы людей, технических средств самоспасения, человек может оказаться в опасной для его жизни ситуации.

Особенности развития пожаров в высотных зданиях обуславливают сложность их тушения, а также создают наибольшую угрозу для жизни людей, располагающихся на верхних этажах, что требует поиска наиболее совершенных методов противопожарной защиты высотных зданий.

1. Динь Конг Хынг, Ворогушин О. О., Корольченко А. Я. Динамика развития пожаров в высотных зданиях // Пожаровзрывобезопасность. 2012. №12. [Электронный ресурс]// Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/dinamika-razvitiya-pozharov-v-vysotnyh-zdaniyah

2. Семенов P. А. Исследование тушения пожаров в высотных зданиях на этапе строительства // Технологии техносферной безопасности. 2015. – № 3(61). – С. 145-152.

3. Брагин М.А. Разработка рекомендаций по повышению эффективности функционирования технических систем противопожарной защиты в зданиях повышенной этажности : диссертация … кандидата технических наук : 05.26.01. – Москва, 1984. – 246 с. : ил.

Добавить комментарий