Анализ технических решений по противопожарной защите обычных лестничных клеток при реконструкции секционных жилых зданий

Введение. Противопожарная защита лестничных клеток играет ключевую роль в обеспечении безопасности людей в секционных жилых зданиях, поскольку блокирование пожаром единственной лестничной клетки делает невозможной безопасную эвакуацию людей из всех квартир секции и осложняет вероятность их спасения.

Современные нормативы исключают возможность газодинамического сообщения квартир непосредственно с лестничными клетками путем запрета эвакуации из квартир непосредственно на лестничную клетку в зданиях высотой более 3 этажей. Поскольку значительная часть существующего жилого фонда страны имеет такие архитектурные решения, при которых квартиры имеют выходы на лестничные клетки непосредственно, возникает необходимость научного анализа эффективности технических решений, позволяющих обеспечить необходимый уровень защиты обычных лестничных клеток при реконструкции зданий.

Цель. Разработать критерии и математические соотношения для оценки эффективности технических решений по защите лестничных клеток.

Методы. Используется аналитический и математический методы, позволяющие оценить совместное влияние динамики изменения опасных факторов пожара на лестничной клетке и в квартирах с нахождением спасаемого человека в зависимости от технических решений по защите лестничных клеток.

Результаты. Разработаны теоретические положения, позволяющие оценить влияние различных технических решений на ограничение распространения пожара из горящей квартиры на лестничную клетку и квартиры других этажей, с учетом проветривания лестничной клетки и огнестойкости конструкций применительно к задаче обеспечения эвакуации и спасения людей. Проведена апробация разработанных положений.

Выводы. На основе исследований разработаны критерии и математические соотношения для оценки эффективности различных технических решений по защите лестничных клеток, базирующиеся на прогнозах динамики распространения опасных факторов пожара из очага пожара на лестничную клетку и квартиры с учетом оконных проемов, огнестойкости конструкций в сравнении с временными интервалами эвакуации и спасения людей.

1. СП 1.13130.2020. Системы противопожарной защиты. Эвакуационные пути и выходы. URL: https://www.standards.ru/document/6528504.aspx

2. 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.

3. Пехотиков А.В., Иващук Р.А., Гомозов А.В., Лучкин С.А. Анализ влияния фактора огнестойкости строительных конструкций на обеспечение без­опасности людей при пожаре // Пожаровзрыво­безопасность/Fire and Explosion Safety. 2022. Т. 31. № 3. С. 84–95. DOI: 10.22227/0869-7493.2022.31.03.84-95

4. McGrattan 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: 10.1007/978-1-4939-2565-0

5. Investigating heat and smoke propagation mecha­nisms in multi-compartment fire scenarios : Final Report of the PRISME Project // Nuclear Safety NEA/CSNI/R(2017), 14 January 2018. URL: www.oec­­­d-nea.org

6. 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.

7. Дроздов Д.С., Дроздова Т.И. Графическое моделирование для оценки опасных факторов пожара // Техногенная и природная безопасность : сб. науч. тр. V Междунар. науч.-практ. конф. г. Саратов, 24–26 апреля 2019 г. / под ред. С.М. Рогачевой, А.С. Жутова, И.М. Учаевой. Саратов : Амирит, 2019. С. 69–73.

8. 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: 10.25206/2310-9793-7-3-10-15

9. McGrattan K., Hostikka S., McDermott R., Floyd J., Weinschenk C., Overholt K. Fire dynamics simulator : user’s guide // National Institute of Standards and Technology. 2019. 288 p. URL: https://www2.thunderheadeng.com/files/net/nistdocs/FDS_User_Guide.pdf

10. Leventon I., Bonny J. Influence of dispositional and situational factors on human perceptions of fire risk // Interflam 2019. London, 1. 2020. DOI: 10.1002/fam.2857

11. 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. URL: https://www.nist.gov/publications/model­ling-and-influencing-human-behaviour-fire DOI: 10.1002/fam.2391

12. ISO 13571:2012. Life-threatening components of fire — Guidelines for the estimation of time to compromised tenability in fires.

13. 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://elibrary.ru/item.asp?id=20929304

14. 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://elibrary.ru/item.asp?id=25064046

15. 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.0130667

16. McLaughlin D.M.B. Influence of gap sizes around swinging doors with builders hardware on fire and smoke development : Final Report // Fire Protection Research Foundation. San Francisco, CA, USA, 2018. URL: nfpa.org/foundation

17. Zhang C., Asif U. Heat transfer principles in thermal calculation of structures in fire // Fire Safety Journal. 2015. Vol. 78. Pp. 85–95. URL: https://www.nist.gov/publications/heat-transfer-principles-thermal-calculation-structures-fire DOI: 10.1016/j.firesaf.2015.08.006

18. Шебеко 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://elibrary.ru/item.asp?id=23092671

19. Методы расчета температурного режима пожара в помещениях зданий различного назначения : рекомендации. М. : ВНИИПО, 1988. 56 с.

20. СП 486.1311500.2020. Системы противопожарной защиты. Перечень зданий, сооружений, поме­щений и оборудования, подлежащих защите автоматическими установками пожаротушения и системами пожарной сигнализации. URL: www.standards.ru

21. Холщевников В.В., Самошин Д.А., Парфененко А.П., Кудрин И.С., Истратов Р.Н., Белосохов И.Р. Эвакуация и поведение людей при пожарах : учеб. пос. М. : Академия ГПС МЧС России, 2015. 262 с.

22. ГОСТ Р 56177–2014. Устройства закрывания дверей (доводчики). Технические условия.