Определение уровня обеспечения безопасности людей при пожаре

1. Цельполучить практические навыки определения индивидуального пожарного риска для людей при обосновании выбора противопожарных мероприятий на объекте

Формируемые компетенции или их части

Выполнение лабораторной работы способствует формированию у студентов следующих компетенций:

- способностью использовать основные методы защиты производственного персонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий (ОК-20)

- способностью использовать основные закономерности, действующие в процессе изготовления машиностроительной продукции для производства изделий требуемого качества, заданного количества при наименьших затратах общественного труда (ПК-1)

Теоретическая часть

Обеспечение безопасности при пожаре предусматривает проведение следующих мероприятий:

· своевременную и беспрепятственную эвакуацию людей;

· спасение людей, которые могут подвергнуться воздействию опасных факторов пожара;

· защиту людей на путях эвакуации от воздействия опасных факторов пожара.

Эвакуация представляет собой процесс организованного самостоятельного движения людей наружу из помещений, в которых имеется возможность воздействия на них опасных факторов пожара.

Спасение представляет собой вынужденное перемещение людей наружу при воздействии на них опасных факторов пожара или при возникновении непосредственной угрозы этого воздействия. Спасение осуществляется самостоятельно, с помощью пожарных подразделений или специально обученного персонала, в том числе с использованием спасательных средств, через эвакуационные и аварийные выходы

Для проведения анализа пожарной опасности осуществляется сбор данных о здании, который включает:

· объемно-планировочные решения;

· теплофизические характеристики ограждающих конструкций и размещенного оборудования;

· вид, количество и размещение горючих веществ и материалов;

· количество и места вероятного размещения людей;

· системы пожарной сигнализации и пожаротушения, противодымной защиты, оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией людей.

Расчеты по оценке пожарного риска проводятся путем сопоставления расчетных величин пожарного риска с нормативным значением пожарного риска, установленного Федеральным законом от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» с помощью следующих методик:

- «Методика определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности»;

- «Методика определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах»

Определение расчетных величин пожарного риска осуществляется на основании:

а) анализа пожарной опасности зданий;

б) определения частоты реализации пожароопасных ситуаций;

в) построения полей опасных факторов пожара для различных сценариев его развития;

г) оценки последствий воздействия опасных факторов пожара на людей для различных сценариев его развития;

д) наличия систем обеспечения пожарной безопасности зданий.

Индивидуальный пожарный риск отвечает требуемому, если:

, (7.1)

где – нормативное значение индивидуального пожарного риска, = 10^-6 год^-1;

Q_В – расчетная величина индивидуального пожарного риска.

Расчетная величина индивидуального пожарного риска Q_в в каждом здании рассчитывается по формуле:

Q_в=Q_п×(1–R_ап)×P_пp×(1–Р_э)×(1–P_п.з), (7.2)

где Q_п – частота возникновения пожара в здании в течение года, определяется на основании статистических данных, при отсутствии статистической информации допускается принимать Q_п = 4×10^-2 для каждого здания;

R_ап – вероятность эффективного срабатывания установок автоматического пожаротушения (далее – АУПТ). Значение параметра R_ап определяется технической надежностью элементов АУПТ, приводимых в технической документации. При отсутствии сведений по параметрам технической надежности допускается принимать R_ап = 0,9. При отсутствии в здании систем автоматического пожаротушения R_ап принимается равной нулю;

Р_пр – вероятность присутствия людей в здании, определяемая из соотношения

где t_функц – время нахождения людей в здании в часах;

Р_э – вероятность эвакуации людей;

Р_п.з – вероятность эффективной работы системы противопожарной защиты.

Вероятность эвакуации рассчитывают по формуле:

, (7.3)

где t_р – расчетное время эвакуации людей, мин;

t_нэ – время начала эвакуации (интервал времени от возникновения пожара до начала эвакуации людей), мин. Значение времени начала эвакуации t_нэдля помещения очага пожара следует принимать равным 0,5 мин. Для остальных помещений значение времени начала эвакуации t_нэследует определять по таблице 7.1;

t_бл – время от начала пожара до блокирования эвакуационных путей в результате распространения на них ОФП, имеющих предельно допустимые для людей значения (время блокирования путей эвакуации), мин;

t_ск – время существования скоплений людей на участках пути (плотность людского потока на путях эвакуации превышает значение 0,5).

Критическое время по каждому из опасных факторов пожара определяется как время достижения этим фактором предельно допустимого значения на путях эвакуации на высоте 1,7 м от пола.

Предельно допустимые значения по каждому из опасных факторов пожара составляют:

· по повышенной температуре – 70^оС;

· по тепловому потоку – 1400 Вт/м²;

· по потере видимости – 20 м;

· по пониженному содержанию кислорода – 0,226 кг/м³;

· по каждому из токсичных газообразных продуктов горения (СО₂ – 0,11 кг/м³; СО – 1,16·10^-3 кг/м³; HCL – 23·10^-6 кг/м³).

Определяется время блокирования t_бл:

. (7.4)

Расчетное время эвакуации людей t_р из помещений и зданий определяется на основе моделирования движения людей до выхода наружу одним из следующих способов:

- по упрошенной аналитической модели движения людского потока;

- по математической модели индивидуально-поточного движения людей из здания;

- по имитационно-стохастической модели движения людских потоков.

Расчетное время эвакуации людей t_р из помещений и зданий устанавливается по расчету времени движения одного или нескольких людских потоков через эвакуационные выходы от наиболее удаленных мест размещения людей.

При расчете весь путь движения людского потока подразделяется на участки (проход, коридор, дверной проем, лестничный марш, тамбур) длиной l_i и шириной δ_i. Начальными участками являются проходы между рабочими местами, оборудованием, рядами кресел и т.п.

При определении расчетного времени эвакуации людей длину и ширину каждого участка пути эвакуации для проектируемых зданий принимают по проекту, а для построенных – по фактическому положению.

Длину пути по лестничным маршам, а также по пандусам измеряют по длине марша. Длина наклонного пути L(рис. 1) принимается по истинному его значению. Длину пути по двухмаршевой лестнице можно принимать равной его утроенной высоте H,т.е. L = 3×H;

Длину пути в дверном проеме принимают равной нулю.

Тамбур следует считать самостоятельным участком горизонтального пути, имеющими конечную длину l_i.

Определение ширины пути вызывает затруднение только при выходе людей на участок «неограниченной» ширины, например в вестибюль. В таком случае ширина потока (b) зависит от количества людей (N) и длины (l) участка: b = 4 м при N < 100 чел. и l ≤ 6 м; b = 6 м – в остальных случаях.

Расчетное время эвакуации людей t_р следует определять как сумму времени движения людского потока по отдельным участкам пути t_i по формуле:

t_p = t₁ + t₂ + t₃ +...+ t_i, (7.5)

где t₁ – время движения людского потока на первом (начальном) участке, мин;

t₁, t₂, t₃,...t_i – время движения людского потока на каждом из следующих после первого участка пути, мин.

Время движения людского потока по первому участку пути t_i, мин, рассчитывают по формуле:

, (7.6)

где l₁ – длина первого участка пути, м;

V₁ – скорость движения людского потока по горизонтальному пути на первом участке, м/мин (определяется по таблице 3 в зависимости от плотности D).

Таблица 7.1 - Значение времени начала эвакуации людей

№ п/п	Класс функциональной пожарной опасности зданий и характеристика контингента людей	Значение времени начала эвакуации людей tнэ, мин
Здания, оборудованные системой оповещения и управления эвакуацией людей	Здания, не оборудованные системой оповещения и управления эвакуацией людей
I-II типа	III –V типа
	Здания детских дошкольных образовательных учреждений, специализированных домов престарелых и инвалидов (неквартирные), больницы, спальные корпуса образовательных учреждений интернатного типа и детских учреждений; многоквартирные жилые дома; одноквартирные жилые дома, в том числе блокированные. (Ф1.1, Ф1.3, Ф1.4)	6,0	4,0	9,0
	Гостиницы, общежития, спальные корпуса санаториев и домов отдыха общего типа, кемпингов, мотелей и пансионатов. (Ф1.2) Жильцы могут находиться в состоянии сна и не достаточно знакомы со структурой эвакуационных путей и выходов.	3,0	2,0	6,0
	Здания зрелищных и культурно-просветительных учреждений; здания организаций по обслуживанию населения (Ф2, Ф3). Посетители находятся в бодрствующем состоянии, но могут быть не знакомы со структурой эвакуационных путей и выходов	3,0	1,0	6,0
	Здания научных и образовательных учреждений, научных и проектных организаций, органов управления учреждений (Ф4). Посетители находятся в бодрствующем состоянии и хорошо знакомы со структурой эвакуационных путей и выходов.	3,0	1,5	6,0

Плотность однородного людского потока на первом участке пути D₁ рассчитывают по формуле:

, (7.7)

где N₁– число людей на первом участке, чел.;

f – средняя площадь горизонтальной проекции человека, м²/чел. (табл. 7.2) ,

δ₁ – ширина первого участка пути, м.

Таблица 7.2 - Площади горизонтальной проекции взрослых людей

Тип одежды	Ширина а, м	Толщина с, м	Площадь горизонтальной проекции, м2/чел.
летняя	0,46	0,28	0,100
весенне-осенняя	0,48	0,30	0,113
зимняя	0,50	0,32	0,125

Скорость v₁ движения людского потока на участках пути, следующих после первого, принимают по таблице 7.3 в зависимости от интенсивности движения людского потока по каждому из этих участков пути, которую вычисляют для всех участков пути, в том числе и для дверных проемов, по формуле:

, (7.8)

где δ_i, δ_i-1 – ширина рассматриваемого i-го и предшествующего ему участка пути, м;

q_i, q_i-1 – интенсивности движения людского потока по рассматриваемому i-му и предшествующему участкам пути, м/мин.

Если значение q_i, определяемое по формуле (7.7), меньше или равно q_max, то время движения по участку пути t_i, мин, равно:

, (7.9)

при этом значения q_max, м/мин следует принимать равными:

16,5 – для горизонтальных путей;

19,6 – для дверных проемов;

16,0 – для лестницы вниз;

11,0 – для лестницы вверх.

Таблица 7.3 - Интенсивность и скорость движения людского потока на разных участках путей эвакуации в зависимости от плотности

Плотность потока D, м2/м2	Горизонтальный путь	Дверной проем, интенсив-ность q, м/мин	Лестница вниз	Лестница вверх
Скорость V, v/мин	Интенсив-ность q, м/мин	Скорость V, v/мин	Интенсив-ность q, м/мин	Скорость V, v/мин	Интенсив-ность q, м/мин
0,01		1,0	1,0		1,0		0,6
0,05		5,0	5,0		5,0		3,0
0,10		8,0	8,7		9,5		5,3
0,20		12,0	13,4		13,6		8,0
0,30		14,1	16,5		15,6		9,6
0,40		16,0	18,4		16,0		10,4
0,50		16,5	19,6		15,6		11,0
0,60		16,3	19,05	24,5	14,1	18,5	10,75
0,70		16,1	18,5		12,6		10,5
0,80		15,2	17,3		10,4		10,4
0,90 и более		13,5	8,5		7,2		9,9

Интенсивность движения в дверном проеме при плотности потока 0,9 и более равная 8,5 м/мин, установлена для дверного проема шириной 1,6 м и более, а при дверном проеме меньшей ширины интенсивность движения следует определять по формуле

(7.10)

Рисунок 7.1- Слияние людских потоков:1 — начало участка i

При слиянии в начале i-го участка двух и более людских потоков (рис. 7.1) интенсивность движения q_i, м/мин, рассчитывают по формуле:

, (7.11)

где q_i-1– интенсивность движения людских потоков, сливающихся в начале i-го участка, м/мин;

δ_i-1 – ширина участков пути слияния, м;

δ_i – ширина рассматриваемого участка пути, м.

При значении D = 0,9 и более необходимо учитывать время задержки движения людей из-за образовавшегося их скопления. Расчётное время эвакуации по участку i, в конце которого на границе с участком (i+1) образовалось скопление людей равно времени существования скопления t_ск. Расчётное время эвакуации по участку, в конце которого сформировалось скопление, допускается определять по формуле:

. (7.12)

Время задержки t_з движения на участке i из-за образовавшегося скопления людей на границе с последующим участком (i+1) определяется по формуле:

, (7.13)

где N – количество людей, чел.;

f – площадь горизонтальной проекции, м²;

q_{при D=0.9} - интенсивность движения через участок i+1 при плотности 0,9 и более, м/мин;

b_i+1 – ширина участка, м, при вхождении на который образовалось скопление людей;

q_i+1 - интенсивность движения на участке i, м/мин;

b_i - ширина предшествующего участка i, м.

Если расчетная величина индивидуального пожарного риска превышает нормативное значение, в здании следует предусмотреть дополнительные противопожарные мероприятия, направленные на обеспечение безопасной эвакуации людей при пожаре.

К числу противопожарных мероприятий, направленных на обеспечение безопасной эвакуации людей при пожаре, относятся:

· применение дополнительных объемно-планировочных решений и средств, обеспечивающих ограничение распространения пожара;

· устройство дополнительных эвакуационных путей, отвечающих требованиям безопасной эвакуации людей при пожаре;

· устройство систем оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией людей повышенного типа;

· применение систем противодымной защиты от воздействия опасных факторов пожара;

· ограничение количества людей в здании до значений, обеспечивающих безопасность их эвакуации из здания.

Аппаратура и материалы

При выполнении лабораторной работы необходимы: измерительная рулетка, динамометр, секундомер, весы.