Расчетная оценка эффективности технических решений по естественному проветриванию обычных лестничных клеток при пожаре в жилых зданиях

Введение. Естественное проветривание обычных лестничных клеток при пожаре предусмотрено положениями нормативных документов в области пожарной безопасности и играет существенную роль для обеспечения безопасности людей. Анализируются вопросы эффективности проветривания лестничных клеток через оконные проемы в наружных стенах, а также через проемы выходов на кровлю.

Целью является разработка критериев и математических соотношений для оценки эффективности технических решений по проветриванию лестничных клеток, а также их апробация для жилых зданий различной этажности.

Методы. Используются математические методы, позволяющие прогнозировать концентрации продуктов горения на различных этажах лестничных клеток в зависимости от площади открытых оконных проемов и возможности открытия люков выходов на кровлю, а также аналитический метод оценки эффективности технических решений по проветриванию лестничных клеток.

Результаты. Разработаны теоретические положения, позволяющие оценить влияние площади открытых оконных проемов и люков выходов на кровлю на естественное проветривание обычных лестничных клеток в жилых зданиях секционного типа с выходами из квартир на лестничные клетки, а также проведены расчеты, позволяющие оценить эффективность этих решений в зданиях различной этажности.

Выводы. На основе исследований разработаны критерии и математические соотношения для оценки эффективности различных технических решений по естественному проветриванию обычных лестничных клеток. При этом эффективность этих решений определяется возможностью спасения людей из квартир соответствующего этажа без привлечения значительного числа пожарных и без применения средств индивидуальной защиты органов дыхания и зрения.

1. Пехотиков А.В., Иващук Р.А., Гомозов А.В., Лучкин С.А. Анализ технических решений по противопожарной защите обычных лестничных клеток при реконструкции секционных жилых зданий // Пожаро­взрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2023. Т. 36. № 2. С. 59–70. DOI: 10.22227/0869-7493.2023.32.02.59-70

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

3. 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.

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. 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.

6. 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. Саратов, 24–26 апреля 2019 г. / под ред. С.М. Рогачевой, А.С. Жутова, И.М. Учаевой. Саратов : Амирит, 2019. С. 69–73.

7. 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

8. 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://tsapps.nist.gov/publication/get_pdf.cfm?pub_id=913619

9. Gilbert S. Human behavior in home fires. Technical Note (NIST TN). Gaithersburg, MD, National Institute of Standards and Technology. 2021. DOI: 10.6028/NIST.TN.2191

10. Zhang T., Wang Z., Wong H., Tam W., Huang X.B., Xiao F. Real-time forecast of compartment fire and flashover based on deep learning // Fire Safety Journal. 2022. Vol. 130. P. 103579. DOI: 10.1016/j.firesaf.2022.103579

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

12. 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

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

15. 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 (104). С. 86–96. DOI: 10.37657/vniipo.pb.2021.30.18.010

16. 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

17. 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

18. Martin D., McLaughlin B., Arup P.E. Influence of gap sizes around swinging doors with builders hardware on fire and smoke. San Francisco, 2018. URL: https://www.nfpa.org//-/media/Files/News-and-Research/Fire-statistics-and-reports/Building-and-life-safety/RFInfluenceGapSizeAroundSwingingDoors.pdf

19. Zhang C., Asif U. Heat transfer principles in thermal calculation of structures in fire // Fire Safety Journal. 2015. Vol. 78. Pp. 85–96. DOI: 10.1016/j.firesaf.2015.08.006

20. 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://www.elibrary.ru/item.asp?id=23092671

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