Автореферат (Оптимизация нормативных требований к пределам огнестойкости основных несущих конструкций высотных жилых зданий), страница 2

Обработка эмпирических статистических данныхпроизводилась с помощью программы AtteStat 12.0.5.Достоверность полученных результатов обеспечивается использованиемметодов анализа, численного решения дифференциальных уравнений спомощью компьютерного моделирования,а также использованияапробированных методов исследования с помощью видеосъемки. Примененныематематические методы и модели, которые прошли верификацию, валидацию исертификацию, имеют достаточное для научных (инженерных) методов расчетасхождение с известными данными по реальным пожарам и экспериментам, атакжерезультатамипожарно-тактическихучений.Полученныеэкспериментальные результаты имеют удовлетворительную сходимость срасчетными данными.Материалы диссертации реализованы при разработке: нормативного документа по проектированию высотных зданийСП 267.1325800.2016 «Здания и комплексы высотные.

Правилапроектирования»; нормативного документа по проектированию высотных зданийСП 253.1325800.2016 «Инженерные системы высотных зданий»; учебно-методических материалов (рабочие программы, курса лекций идр.) по дисциплинам «Экспертиза пожарной безопасности» и «Здания исооружения и их устойчивость при пожаре» (2018 г.) в Академии ГПСМЧС России.5Основные результаты работы были доложены на 13 конференциях:Международномсеминаре«Пожарнаябезопасностьобъектовхозяйствования» (Казахстан, г. Кокшетау, 2018 г.); Научно-практическойконференции молодых ученых и специалистов «Проблемы техносфернойбезопасности» (г. Москва, Академия ГПС МЧС России, 2012–2017 гг.);Международной научно-практической конференции курсантов (студентов),слушателей магистратуры и адъюнктов (аспирантов) (Республика Беларусь,г.

Минск, 2012 г.); Международной научно-практической конференции попроблемам пожарной безопасности, посвященной 75-летию создания института(г. Москва, ВНИИПО МЧС России, 2012 г.); Научно-практической конференции«Ройтмановские чтения» (г. Москва, Академия ГПС МЧС России, 2014, 2017 гг.);Научно-практической конференции «Пожаротушение: проблемы, технологии,инновации», 2013, 2014 гг.), Международной научно-технической конференции«Системы безопасности» (г.

Москва, Академия ГПС МЧС России, 2012 г.).Положения, выносимые на защиту:1. Обоснование требуемых пределов огнестойкости основных несущихконструкций высотных жилых зданий (высотой до 150 м) на основекомплексного подхода, включающего: основные факторы, влияющие на требуемые пределы огнестойкостинесущих конструкций в зависимости от условий развития пожара в высотныхжилых зданиях и обеспечения пожарной безопасности людей в них; необходимость внедрения новых методов в развертывании сил и средствпожарных подразделений с использованием стационарных систем в высотнойчасти здания: водонаполненного пожарного стояка и сухотрубов (при тушениикомпрессионной пеной и температурно-активированной водой); алгоритм спасения маломобильных групп населения из высотных жилыхзданий с помощью лифта для транспортирования пожарных подразделений ипараметры спасения (время, скорость) «пострадавшего» с помощью носилок помаршам незадымляемой лестничной клетки.2.

Алгоритм определения требуемых пределов огнестойкости основныхнесущих конструкций высотных жилых зданий.Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 научных работ. Изних 4 – в рецензируемых научных изданиях из перечня ВАК для публикацииосновных научных результатов диссертации на соискание ученой степеникандидата технических наук.Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырехглав, заключения, списка литературы и приложения. Содержание работыизложено на 225 страницах текста, включает в себя 23 таблицы,103 рисунка, список литературы из 204 наименований.6ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВовведенииобоснованаактуальностьтемыисследования,сформулирована цель и задачи исследования, рассмотрены объект и предметисследования, показаны научная новизна работы и ее практическая итеоретическая значимости.В первой главе приведен анализ основных проблем в высотномстроительстве, представлен анализ данных официальной статистики и реальныхпожаров в высотных зданиях. Основной акцент в строительстве высотногожилого домостроения в России направлен на возведение зданий высотой до 150м.

Проанализировано изменение требуемых пределов огнестойкости внормативных актах и документах СССР и России, начиная с 1929 г. и понастоящее время. Изучены существующие подходы и методы определениятребуемых пределов огнестойкости в России и за рубежом.Анализ наиболее крупных пожаров в высотных жилых зданиях показал рядособенностей их пожарной опасности: возможность быстрого развития пожараи опасных факторов пожара (ОФП) в объеме здания по коммуникациям ифасадам здания, сложность тушения пожаров (связанная с трудностями доступапожарных подразделений в высотную часть зданий при невозможностииспользования лифтов для транспортирования пожарных подразделений иподачи средств тушения, особенно на стадии строительства), а такжепродолжительное время эвакуации и спасения людей.Анализ статистических данных пожаров в жилых зданиях (17–25 и более25 этажей), произошедших в России с 2002 по 2016 гг., показывает тенденциюснижения количества пожаров, количество которых в среднем для зданий17–25 этажей превышает 650, а для зданий более 25 этажей – 10 пожаров в год.При этом за исследуемый период в России не выявлено ни одного случая потеринесущей способности (R) несущих конструкций высотного здания.В высотных жилых зданиях основными причинами возникновения пожаровявляются: неосторожное обращение с огнем, курение (человеческий фактор) инеисправность электрооборудования.

Основным местом возникновения пожара(очага пожара) являются жилые помещения, кухни и электрощитовые. Не менеечем в 85 % случаев в высотных жилых зданиях пожар не распространился запределы квартиры.Сравнительный анализ зарубежных и отечественных нормативныхдокументов и обобщения итогов деятельности нормативно-технических советовМЧС России показал, что требуемые пределы огнестойкости конструкцийосновного несущего каркаса принимаются в зависимости только от высотыздания.

За рубежом, например, эти значения могут зависеть и от других факторов(таблица 1).Проведенный анализ требований зарубежных нормативных документовпоказывает то, что максимальный требуемый предел огнестойкости несущихконструкций высотных жилых зданий составляет R180, тогда как в России онсоставляет R240. Всё это подчеркивает необходимость определенияоптимальных значений требуемых пределов огнестойкости с учетом «реальных»7температурных режимов (свободного развития, действий автоматическихустановок пожаротушения и пожарных подразделений) для расчетовэквивалентной продолжительности пожара (τэкв) и времени обеспеченияпожарной безопасности людей (основного контингента людей, маломобильныхгрупп населения и пожарных).Таблица 1  Сравнительный анализ требуемых пределов огнестойкости основныхнесущих конструкций высотных жилых зданий в отечественных и зарубежныхстроительных нормативных документахТребования зарубежных нормТребования отечественных нормIBC, NFPA 202,NFPA 5000(США)The buildingstandard low ofJapan 2004(Япония)120 мин – для зданийвысотой до 128 м,180 мин*– для зданийвысотой > 128 м120 мин,180 мин**МГСН 4.04–94,ТСН 31-304–95180мин – для зданийвысотой до 100 м,240мин – для зданийвысотой >100 мОбщие положения к 180мин – для зданийтехническимвысотой до 100 м,требованиямпо 240 мин – для зданийпроектированиювысотой > 100 мжилыхзданийвысотой более 75 м(2002 г.)МГСН 4.19–05,180мин – для зданийТСН 31-332-2006высотой до 100 м,240 мин – для зданийвысотой > 100 мСТО 36554501-006– 180мин – для зданий2006,высотой до 100 м,СТО 01422789-001– 240мин – для зданий2009высотой > 100 мСП150мин – до 100 м,267.1325800.2016,180мин – от 100 доПроект СП150 м,ХХХ.1325800.2017 240 мин – >150 мТКП 45-3.02-108– 120 мин – для зданий2008 (02250)высотой до 100 м),Высотные здания 180 мин*** – для зданий(Белоруссия)высотой > 100 мГермания120 мин – для зданийвысотой 200 м,180 мин – для зданийвысотой > 200 мBuilding120 мин – для высотныхRegulations 2000офисов и гостиницApproved90 мин – для жилыхDocument B, 2000 высотных зданийed.

Fire safety(Великобритания)Примечания: *допускается снижение на 60 мин при устройстве автоматических установокпожаротушения (АУПТ);**допускается снижение требуемых пределов огнестойкости основных несущихконструкций верхних этажей зданий;***но не менее чем на 30 мин больше расчетного времени эвакуацииТаким образом, на основе анализа и обобщения факторов, определяющихтребуемый предел огнестойкости несущих конструкций жилого здания, быливыявлены основные (рисунок 1).

Каждый из трех указанных факторов далее былпоследовательно рассмотрен в настоящей работе.8Требуемые пределы огнестойкостиI. Действия пожарныхподразделенийII. ОФППожарная нагрузкаIII. Процессэвакуации и спасениялюдейАктивные системы противопожарной защитыЛифты для транспортирования пожарных подразделений, ВПВ, ПДЗ, АУПТ, АУПС, СОУЭОсобенности объемно-планировочных и конструктивных решений зданийРисунок 1 – Факторы, влияющие на требуемые пределы огнестойкостиВо второй главе проведено качественное и количественное исследованиепожарной нагрузки в помещениях современных квартир высотных жилыхзданий России и моделирование развития возможных пожаров в Fire DynamicsSimulator, а также приведены данные изменения скорости ветра по высоте зданияи ее влияние на температурный режим в жилом помещении.В качестве объектов моделирования были выбраны высотные жилыездания с планировочными решениями коридорного и секционного типов исвободной планировки.На первом этапе было проведено обследование более 50 планировочныхрешений квартир и дизайн-проектов с расположением в плане квартирс мебелью и их геометрическими размерами, а также наполнение их вещамис целью определения пожарной нагрузки современных жилых зданий различнойэтажности.

В качестве особенностей планировочных решений выделено наличиемногоуровневых квартир (2 и 3-х), наличие атриумов, объединяющих несколькоэтажей и значительная площадь квартир (> 200 м2 и расположением однойквартиры на весь этаж), реже всего встречаются квартиры-студии иоднокомнатные квартиры (от 6590 м2). Большая площадь квартир сказываетсяна снижении величины удельной пожарной нагрузки (рисунок 2).

Для квартир икаждой высоты высотных жилых зданий были сформированы соответствующиевыборочные совокупности, проверенные на достаточность методамиматематической статистики (рисунок 3).Далее полученное значение пожарной нагрузки переводилось в эквивалентдревесины хвойных пород нормализированной плотности (влажностью 12 % исредней плотностью 492,67 кг/м3). Среднее значение удельной пожарнойнагрузки получилось равным 495,7 МДж/м2 со стандартным отклонением 122,7МДж/м2 (35,92 кг/м2 в переводе на древесину).9Рисунок 2 – Удельная пожарная нагрузка и ее соотношение с площадьюобследуемых квартир высотных жилых зданийРисунок 3 – Сопоставление усредненных значений пожарной нагрузки в квартирахжилых зданий различной высотыНа втором этапе было проведение моделирования при различныхвариантах расположения горючей нагрузки: равномерно по всей площадипомещений; размещение по всей площади помещения штабеля; действительногорасположения мебели в наиболее часто встречаемых двух-, трех- ичетырехкомнатных квартирах по дизайн-проекту.