firesmiПожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion SafetyPozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety0869-74932587-6201ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет»10.22227/0869-7493.2022.31.03.84-95firesmi-1119Research ArticleБЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИLIFE SAFETYАнализ влияния фактора огнестойкости строительных конструкций на обеспечение безопасности людей при пожареAnalyzing the influence of the fire resistance of building structures on human safety in case of a firehttps://orcid.org/0000-0003-2396-3136ПехотиковА. В.PekhotikovA. V.

Пехотиков Андрей Владимирович, канд. техн. наук, начальник отдела огнестойкости строительных конструкций и инженерного оборудования

РИНЦ ID: 760878

143903, Московская обл., г. Балашиха, мкр. ВНИИПО, 12

Andrey V. Pekhotikov, Cand. Sci. (Eng.), Head of Department of Fire Resistance of Building Structures and Engineering Equipment

ID RISC: 760878

VNIIPO, 12, Balashikha, Moscow Region, 143903

Pekhotikov.a@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2250-2418ИващукР. А.IvashchukR. A.

Иващук Роман Анатольевич, главный специалист по пожарной безопасности

РИНЦ ID: 544455

107023, г. Москва, Семеновская пл., 1А

Roman A. Ivashchuk, Chief Fire Safety Specialist

ID RISC: 544455

Semenovskaya Square, 1А, Moscow, 107023

newtrad@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9660-9221ГомозовА. В.GomozovA. V.

Гомозов Александр Васильевич, канд. техн. наук, старший научный сотрудник отдела огнестойкости строительных конструкций и инженерного оборудования

РИНЦ ID: 760879

143903, Московская обл., г. Балашиха, мкр. ВНИИПО, 12

Alexander V. Gomozov, Cand. Sci. (Eng.), Senior Researcher, Department of Fire Resistance of Building Structures and Engineering Equipment

ID RISC: 760879

VNIIPO, 12, Balashikha, Moscow Region, 143903

Gomozovav@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2313-6309ЛучкинС. А.LuchkinS. A.

Лучкин Сергей Алексеевич, младший научный сотрудник отдела огнестойкости строительных конструкций и инженерного оборудования

РИНЦ ID: 760855

143903, Московская обл., г. Балашиха, мкр. ВНИИПО, 12

Sergey Alekseevich Luchkin, Junior Researcher, Department of Fire Resistance of Building Structures and Engineering Equipment

ID RISC: 760855

VNIIPO, 12, Balashikha, Moscow Region, 143903

sergey@yandex.ruВсероссийский ордена «Знак Почета» научно-исследовательский институт противопожарной обороны Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствийРоссияAll-Russian Research Institute for Fire Protection of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural DisastersRussian FederationООО «Желдорпроект»РоссияZheldorproekt LLCRussian Federation2022240720223138495Copyright © Пехотиков А.В., Иващук Р.А., Гомозов А.В., Лучкин С.А., 20222022Пехотиков А.В., Иващук Р.А., Гомозов А.В., Лучкин С.А.Pekhotikov A.V., Ivashchuk R.A., Gomozov A.V., Luchkin S.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.fire-smi.ru/jour/article/view/1119Введение

Введение. Для формирования современных нормативных требований по обеспечению огнестойкости строительных конструкций в условиях пожара, разработки научно-обоснованных решений по противопожарной защите зданий и сооружений в случае вынужденных отступлений от требований нормативных документов в части огнестойкости, обоснования возможности строительства зданий и сооружений с ненормируемыми пределами огнестойкости на основе современных конструктивных систем и т.д. необходима разработка методологических положений, позволяющих оценить влияние фактора огнестойкости строительных конструкций на безопасность людей при их эвакуации и спасении с учетом состава и функциональных характеристик иных систем противопожарной защиты.

Целью статьи является разработка общих методологических положений и математических соотношений, позволяющих оценить влияние пределов огнестойкости строительных конструкций как на возможность безопасной эвакуации из зданий, так и на возможность их безопасного спасения.

Методы

Методы. Используются аналитический и математический методы, позволяющие оценить совместное влияние динамики изменения опасных факторов пожара на путях эвакуации, в помещении с нахождением человека, ожидающего спасения пожарными подразделениями, а также на путях перемещения этого человека пожарными подразделениями, в сочетании с оценкой времени потери огнестойкости конструкций, которые определяют возможность безопасной эвакуации и спасения людей.

Результаты

Результаты. Разработаны теоретические положения, позволяющие учесть влияние фактора огнестойкости строительных конструкций зданий на безопасность находящихся в здании людей при пожаре.

Выводы

Выводы. На основе исследований проведена разработка общих методологических положений и математических соотношений, позволяющих определить количественные соотношения между степенью огнестойкости здания, пределами огнестойкости его строительных конструкций, временем прибытия пожарных подразделений, типом системы оповещения и управления эвакуации и возможностью безопасной эвакуации и безопасного спасения находящихся в этом здании людей.

Introduction

Introduction. Methodological provisions must be developed to evaluate the impact of the fire resistance factor of building structures on human safety during evacuation and rescue with account taken of the composition andfunctional characteristics of other fire safety systems to formulate modern regulatory requirements for the fire resistance of building structures under fire conditions, develop science-based solutions for the fire safety of buildings and structures in case of forced deviations from the fire resistance requirements set in regulatory documents, and justify the construction of buildings and structures, based on modern structural systems, having non-standard fire resistance limits, etc.

The purpose of the article is to develop general methodological provisions and mathematical relationships that allow evaluating the impact of the fire resistance limits of building structures both on safe evacuation and safe rescue from buildings.

Methods

Methods. Analytical and mathematical methods are used to evaluate the combined effect of changes in the fire hazard arising along the evacuation routes, in a room with a person waiting to be rescued by fire departments, as well as along the routes taken by fire departments carrying this person out, in combination with the evaluated time span needed for the structure to lose its fire resistance. The value of this time span is used to identify the time available for the safe evacuation and rescue of people.

Results

Results. Theoretical provisions have been developed to take into account the influence of the fire resistance factor of building constructions on the safety of people in a building in case of a fire.

Conclusions

Conclusions. The research findings were contributed to the general methodological provisions and mathematical relationships needed to determine the quantitative relationships between the extent of fire resistance of a building, fire resistance limits of building structures, the time of arrival of fire departments, types of fire alarm and evacuation control systems, and the possibility of safe evacuation and rescue of people from a building.

пожарная безопасностьпредел огнестойкостиудельное сопротивление дымопроницаниюэквивалентная продолжительность пожараэвакуацияспасение людей при пожарепредельные значения опасных факторов пожараfire safetyfire resistance limitspecific resistance to smoke penetrationequivalent fire durationevacuationrescue of people in case of a firelimit values of fire hazardsReferencesТехнический регламент о требованиях пожарной безопасности : Федеральный закон Российской Федерации от 22.07.2008 № 123-ФЗ (в ред. Федерального закона от 30.04.2021 № 117-ФЗ). URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_78699/Technical Regulations on Fire safety requirements: Federal Law of the Russian Federation No. 123-FZ of Jule 22, 2008 (as amended. Federal Law No. 117-FZ of April 30, 2021). URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_78699/ (rus).Методика определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и пожарных отсеках различных классов функциональной пожарной опасности. 2-е изд., испр. и доп. М. : ВНИИПО, 2016. 79 с.Methodology for determining the calculated values of fire risk in buildings, structures and fire compartments of various classes of functional fire hazard. 2nd ed., rev. and add. Moscow, VNIIPO, 2016; 79. (rus).СП 1.13130.2020. Системы противопожарной защиты. Эвакуационные пути и выходы. URL: https://www.standards.ru/document/6528504.aspxSP 1.13130.2020. Fire protection systems. Evacuation routes and exits. URL: https://www.standards.ru/document/6528504.aspx (rus).Бедрина Е.А., Рекин А.С., Храпский С.Ф., Бокарев А.И., Денисова Е.С. Прогнозирование динамики тепломассообменных процессов при пожарах в типовых многоэтажных жилых зданиях // Динамика систем, механизмов и машин. 2019. Т. 7. № 3. С. 10–15. DOI: 10.25206/2310-979373-10-15Bedrina E.A., Rekin A.S., Khrapsky S.F., Bokarev A.I., Denisova E.S. Heat-mass exchange processes dynamics forecasting in fires in typical multistorey apartment buildings. Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines (Dynamics). 2019; 7(3):10-15. DOI: 10.25206/2310-97937-3-10-15Дроздов Д.С., Дроздова Т.И. Графическое моделирование для оценки опасных факторов пожара // Техногенная и природная безопасность : сб. науч. тр. V междунар. науч.-практ. конф. Саратов, 24–26 апреля 2019 г. / под ред. С.М. Рогачевой, А.С. Жутова, И.М. Учаевой. Саратов : Амирит, 2019. С. 69–73.Drozdov D.S., Drozdova T.I. Graphic modeling for assessing fire hazards. Tekhnogennaya i prirodnaya bezopasnost: collection of scientific papers of the V International Scientific and practical conference. Saratov, April 24-26, 2019. C.M. Rogacheva, A.S. Zhutova, I.M. Uchaeva (ed.). Saratov, Amirit Publ., 2019; 69-73. (rus).Ярош А.С., Чалаташвили М.Н., Кроль А.Н., Попова Е.А., Романова В.В., Сачков А.В. Анализ математических моделей развития опасных факторов пожара в системе зданий и сооружений // Вестник научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. 2019. № 1. С. 50–56.Yarosh A.S., Chalatashvili M.N., Krol A.N., Popova E.A., Romanova V.V., Sachkov A.V. The system of buildings and structures dangerous fire factors development mathematical models alysis. Bulletin of the scientific center for the safety of work in the coal industry. 2019; 1:50-56. (rus).Nuclear Safety NEA/CSNI/R (2017) 14. Investigating heat and smoke propagation mechanisms in multi-compartment fire scenarios final report of the PRISME project. January 2018. URL: www.oecdnea.orgNuclear Safety NEA/CSNI/R (2017) 14. Investigating heat and smoke propagation mechanisms in multicompartment fire scenarios final report of the PRISME project. January 2018. URL: www.oecd-nea.orgMcGrattan K., Miles S. Modeling fires using Computational Fluid Dynamics (CFD) // SFPE Handbook of Fire Protection Engineering. Chapter 32. 5th ed. Society of Fire Protection Engineers, 2016. Pp. 1034–1065. DOI: 10.1007/9781-4939-2565-0McGrattan K., Miles S. Modeling fires using Computational Fluid Dynamics (CFD). SFPE Handbook of Fire Protection Engineering. Chapter 32. 5th ed. Society of Fire Protection Engineers, 2016; 1034-1065. DOI: 10.1007/978-1-4939-2565-0McGrattan K., McDermott R., Hostikka S., Floyd J. Fire dynamics simulator user’s guide. National Institute of Standards and Technology, 2019. 288 p.McGrattan K., McDermott R., Hostikka S., Floyd J. Fire dynamics simulator user’s guide. National Institute of Standards and Technology, 2019; 288.Leventon I., Bonny J. Influence of dispositional and situational factors on human perceptions of fire risk. London: Interflam, 2019.Leventon I., Bonny J. Influence of dispositional and situational factors on human perceptions of fire risk. London, Interflam, 2019.Gwynne S., Kuligowski E., Kinsey M., Hulse L. Modelling and influencing human behaviour in fire // Fire and Materials. 2017. Vol. 41. Issue 5. Pp. 412–430. DOI: 10.1002/fam.2391 URL: https://www.nist.gov/publications/modelling-and-influencing-human-behaviour-fire (Accessed February 15, 2022).Gwynne S., Kuligowski E., Kinsey M., Hulse L. Modelling and influencing human behaviour in fire. Fire and Materials. 2017; 41(5):412-430. DOI: 10.1002/fam.2391 URL: https://www.nist.gov/publications/modelling-and-influencing-human-behaviour-fire (Accessed February 15, 2022).ISO 13571:2012. Life-threatening components of fire — Guidelines for the estimation of time to compromised tenability in fires.ISO 13571:2012. Life-threatening components of fire — Guidelines for the estimation of time to compromised tenability in fires.Матюшин А.В., Гомозов А.В., Иващук Р.А. Моделирование динамики опасных факторов пожара в помещениях с людьми, нуждающимися в спасении, с учетом наличия неплотностей в притворах дверей // Пожарная безопасность. 2013. № 4. С. 63–68. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=20929304Matyushin A.V., Gomozov A.V., Ivashchuk R.A. Simulation of dynamics of dangerous fire factors in premises with people in need of rescue, taking into account the frame ledge of doors. Fire safety. 2013; 4:63-68. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=20929304 (rus).Матюшин А.В., Гомозов А.В., Иващук Р.А. Методика расчета динамики опасных факторов пожара в помещениях при наличии неплотностей в притворах дверей (щелей) // Пожарная безопасность. 2015. № 4. С. 92–100. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=25064046Matyushin A.V., Gomozov A.V., Ivashchuk R.A. Design procedure of dynamics of dangerous factors of fire in rooms in the presence of loose-fitting doors (narrow slots). Fire safety. 2015; 4:92-100. (rus).Пехотиков А.В., Гомозов А.В., Усолкин С.В., Иващук Р.А. Оценка возможности спасения людей при пожаре в жилом здании // Пожарная безопасность. 2021. № 3. С. 86–96. DOI: 10.37657/vniipo.pb.2021.30.18.010Pekhotikov A.V., Gomozov A.V., Usolkin S.V., Ivashchuk R.A. Assessment of the possibility of human rescuing during fire in residential building. Fire safety. 2021; 3:86-96. DOI: 10.37657/vniipo.pb.2021.30.18.010 (rus).Saarinen P.E., Kalliomäki P., Tang J.W., Koskela H. Large eddy simulation of air escape through a hospital isolation room single hinged doorway — validation by using tracer gases and simulated smoke videos // PLOS ONE. 2015. Vol. 10. Issue 7. P. e0130667. DOI: 10.1371/journal.pone.0130667Saarinen P.E., Kalliomäki P., Tang J.W., Koskela H. Large eddy simulation of air escape through a hospital isolation room single hinged doorway — validation by using tracer gases and simulated smoke videos. PLOS ONE. 2015; 10(7):e0130667. DOI: 10.1371/journal.pone.0130667Martin D., McLaughlin B.P. E. Influence of gap sizes around swinging doors with builders hardware on fire and smoke development. Arup North America Ltd. San Francisco, CA, USA. March, 2018. URL: https://www.nfpa.org/-/media/Files/News-and-Research/Fire-statistics-and-reports/Building-and-life-safety/RFInfluenceGapSizeAroundSwingingDoors.pdfMartin D., McLaughlin B.P.E. Influence of gap sizes around swinging doors with builders hardware on fire and smoke development. Arup North America Ltd. San Francisco, CA, USA. March, 2018. URL: https://www.nfpa.org/-/media/Files/News-and-Research/Fire-statistics-and-reports/Building-and-life-safety/RFInfluenceGapSizeAroundSwingingDoors.pdfZhang C., Asif U. Heat transfer principles in thermal calculation of structures in fire // Fire Safety Journal. 2015. URL: https://www.nist.gov/publications/heattransfer-principles-thermal-calculation-structures-fireZhang C., Asif U. Heat transfer principles in thermal calculation of structures in fire. Fire Safety Journal. 2015. URL: https://www.nist.gov/publications/heattransfer-principles-thermal-calculation-structures-fireШебеко Ю.Н., Шебеко А.Ю., Гордиенко Д.М. Расчетная оценка эквивалентной продолжительности пожара для строительных конструкций на основе моделирования пожара в помещении // Пожарная безопасность. 2015. № 1. С. 31–39. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=23092671Shebeko Yu.N., Shebeko A.Yu., Gordienko D.M. Assessment of equivalent fire duration for building structures based on compartment fire modeling. Fire safety. 2015; 1:31-39. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=23092671 (rus).Методы расчета температурного режима пожара в помещениях зданий различного назначения : рекомендации. М. : ВНИИПО. 1988. 56 с.Methods for calculating the temperature regime of a fire in the premises of buildings for various purposes: Recommendations. Moscow, VNIIPO Ministry of Internal Affairs of the USSR. 1988; 56 (rus).Расчетное определение основных параметров противодымной вентиляции зданий : методические рекомендации к СП 7.13130.2013. М. : ВНИИПО, 2013. 58 с.Estimated determination of the main parameters of smoke ventilation in buildings: guidelines for SP 7.13130.2013. Moscow, VNIIPO, 2013; 58. (rus).СП 2.13130.2020. Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты. URL: https://www.standards.ru/document/6528503.aspxSP 2.13130.2020. Fire protection systems. Ensuring fire resistance of objects of protection. URL: https://www.standards.ru/document/6528503.aspx (rus).СП 4.13130.2013. Системы противопожарной защиты. Ограничение распространения пожара на объектах защиты. Требования к объемно-планировочным и конструктивным решениям (Изменение № 1). URL: https://www.standards.ru/document/5315802.aspxSP 4.13130.2013. Fire protection systems. Limiting the spread of fire at the objects of protection. Requirements for space-planning and structural solutions (Amendment No. 1). URL: https://www.standards.ru/document/5315802.aspx (rus).Холщевников В.В., Самошин Д.А., Парфененко А.П., Кудрин И.С., Истратов Р.Н., Белосо- хов И.Р. Эвакуация и поведение людей при пожарах : учеб. пос. М. : Академия ГПС МЧС России, 2015. 262 с.Kholshchevnikov V.V., Samoshin D.A., Parfenenko A.P., Kudrin I.S., Istratov R.N., Belosokhov I.R. Evacuation and behavior of people in case of fires : textbook. Moscow, Academy of GPS EMERCOM of Russia, 2015; 262. (rus).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.