Диссертация (Оптимизация нормативных требований к пределам огнестойкости основных несущих конструкций высотных жилых зданий)

Министерство Российской Федерациипо делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациями ликвидации последствий стихийных бедствийАкадемия Государственной противопожарной службыНа правах рукописиИванов Владимир НиколаевичОПТИМИЗАЦИЯ НОРМАТИВНЫХ ТРЕБОВАНИЙ К ПРЕДЕЛАМОГНЕСТОЙКОСТИ ОСНОВНЫХ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙВЫСОТНЫХ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙСпециальность: 05.26.03 «Пожарная и промышленная безопасность»(Технические науки, отрасль – строительство)ДИССЕРТАЦИЯна соискание ученой степеникандидата технических наукНаучный руководитель:кандидат технических наук,доцент Евгений Ефимович КирюханцевМосква – 20192ОГЛАВЛЕНИЕВведение ..............................................................................................................

4ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМЫ НОРМИРОВАНИЯ ТРЕБУЕМЫХ ПРЕДЕЛОВОГНЕСТОЙКОСТИОСНОВНЫХНЕСУЩИХКОНСТРУКЦИЙВЫСОТНЫХ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ.......................................................................... 111.1 Особенности пожарной опасности высотных жилых зданий .......................... 111.2 Проблемы обеспечения пожарной безопасности высотных жилых зданий иопределения требуемых пределов огнестойкости их основных несущихконструкций........................................................................................................... 281.3 Сравнительный анализ требуемых пределов огнестойкости основныхнесущих конструкций высотных жилых зданий в России и за рубежом .......

401.4 Подходы и методы оценки требуемых пределов огнестойкости ............ ……461.5 Выводы по первой главе. ..................................................................................... 73ГЛАВА 2. ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ПОЖАРА В ВЫСОТНЫХ ЖИЛЫХЗДАНИЯХ ................................................................................................................... 752.1 Особенности объемно-планировочных и конструктивных решений высотныхжилых зданий...........................................................................................................

752.2 Исследование пожарной нагрузки современных квартир высотных жилыхзданий ..................................................................................................................... 852.3 Компьютерное моделирование «реальных» температурных режимовпожара...........................................................................................................................

932.4 Теоретические основы влияния на «реальный» температурный режимогнетушащих веществ при введении пожарных стволов ............................. 1192.5 Решение теплотехнической и статической задачи по «реальному» истандартному температурным режимам пожара ............................................. 1222.6 Выводы по второй главе .....................................................................................

130ГЛАВА3.ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬДЕЙСТВИЙПОЖАРНЫХПОДРАЗДЕЛЕНИЙ ПО ТУШЕНИЮ ПОЖАРОВ В ВЫСОТНЫХ ЖИЛЫХЗДАНИЯХ ................................................................................................................. 13233.1 Продолжительность развертывания сил и средств пожарных подразделений ввысотных жилых зданиях ......................................................................................... 1403.2 Экспериментальное исследование развертывания рукавных линий внезадымляемой лестничной клетке ......................................................................... 1503.3 Выводы по третьей главе ....................................................................................

162ГЛАВА 4. АЛГОРИТМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕБУЕМЫХ ПРЕДЕЛОВОГНЕСТОЙКОСТИ НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСНОГО ПОДХОДА КОЦЕНКЕ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ВЫСОТНЫХ ЖИЛЫХЗДАНИЙ ................................................................................................................... .1634.1 Требуемые пределы огнестойкости основных несущих конструкций высотныхжилых зданий и пожарная безопасность людей при эвакуации и спасении ......

1634.2 Экспериментальное исследование спасения маломобильных групп населенияиз пожаробезопасных зон на этажах высотных жилых зданий ........................... 1664.3 Алгоритм определения требуемых пределов огнестойкости ......................... 1864.4 Требуемые пределы огнестойкости в системе обеспечения пожарнойбезопасностивысотныхжилыхзданийсучетомдействийпожарныхподразделений ..........................................................................................................

1904.5 Выводы по четвертой главе................................................................................ 193ЗАКЛЮЧЕНИЕ ....................................................................................................... 194СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ...........................................

196Список сокращений и условных обозначений ....................................................... 222Приложение А. Акты внедрения ............................................................................. 2234ВВЕДЕНИЕНаибольшее количество пожаров ежегодно происходит в РоссийскойФедерации (РФ) в жилом секторе. В настоящее время в крупных и крупнейшихгородах РФ ввиду высокой стоимости земли и плотности застройки наиболеечасто строятся жилые дома и комплексы высотой около 150 м.

Пожарнуюопасность таких жилых зданий определяет их высота − более 75 м, нахождениемассового количества людей, возможность распространения пожара по фасаду исложность осуществления действий пожарных подразделений по тушениюпожаров и проведению спасательных работ в их высотной части.На основании этого в практике рассмотрения и согласования нанормативно-техническом совете МЧС России специальных технических условий(СТУ) на высотные здания (ВЗ) различной высоты и конструктивной системынередко причиной отказа в согласовании служит необоснованность требуемыхпределовогнестойкостиосновныхнесущихконструкцийввидумалойизученности данного вопроса в РФ. Также отсутствует свод правил (СП) в областипожарной безопасности по высотным жилым зданиям (ВЖЗ).

При этом принятиетребуемыхпределовогнестойкостиосновныхнесущихконструкцийосуществляется на основе сложившейся практики проектирования без научногообоснования, часто с завышенным запасом исходя только из высоты здания, непринимая во внимание целый комплекс возможных факторов, влияющих напожарную опасность этих зданий. Действующие нормативные документы вобласти проектирования и строительства в РФ не устанавливают порядок расчетатребуемых пределов огнестойкости ВЖЗ.Анализ зарубежных нормативных документов в области проектирования истроительства ВЗ показал, что максимальное значение требуемых пределовогнестойкости основных несущих конструкций ВЗ, упоминаемых в этих нормах,составляет 180 минут, тогда как анализ отечественного опыта проектирования истроительства ВЗ показывает принятие их в 240 минут.Анализ более богатого зарубежного опыта проектирования и строительства5ВЗ показывает, что помимо высоты здания учитываются различные факторы,влияющие на значения требуемых пределов огнестойкости основных несущихконструкций, такие, как автоматические установки пожаротушения (США),расчетное время эвакуации из здания (Белоруссия), назначение здания(Великобритания), нагрузка на несущие конструкции здания (Япония).В связи с этим для повышения уровня обеспечения пожарной безопасностиВЖЗ и оценки требуемых пределов огнестойкости основных несущихконструкций должны быть установлены факторы, влияющие на их значения, атакже разработан алгоритм их расчета.Степень разработанности темы исследования.

Большое количествоотечественных и зарубежных исследований посвящено развитию теории оценкиогнестойкостиконструкцийизданий,оценкефактическихпределовогнестойкости, авторами которых являются В.П. Бушев, М.Я. Ройтман,А.И. Яковлев, В.А. Пчелинцев, В.С. Федоренко, В.М. Ройтман, И.Г. Романенков,Н.А. Стрельчук, А.Ф. Милованов, В.В. Жуков, В.В. Соломонов, В.С. Федоров,В.И. Голованов, В.Л.

Страхов, K. Kordina, T. Harmathy и многие другие. Оценкетребуемых пределов огнестойкости посвящено существенно меньшее количестворабот В.И. Мурашева, М.Я. Ройтмана, В.М. Ройтмана, И.С. Молчадского,В.И. Присадкова, Д.Г. Пронина, Ю.Н. Шебеко и А.Ю. Шебеко. Но с учетомдействий пожарных подразделений посвящены данной тематике только работыавторов Ф.В.

Обухова (теоретическое описание снижения температурного режимапосле введения и подачи пожарными подразделениями пожарных стволов натушение); И.В. Костерина и А.С. Туркова (определение требуемых пределовогнестойкости несущих конструкций вероятностными методами оценки). Но неодин из выше представленных ученых не рассматривал вопрос определениятребуемых пределов огнестойкости основных несущих конструкций ВЖЗ взависимости от комплекса различных факторов.Цель работы – определение факторов, влияющих на требуемые пределыогнестойкости и разработка алгоритма определения требуемых пределовогнестойкости основных несущих конструкций ВЖЗ на основе комплексного6подхода к оценке их пожарной опасности.Цель исследования определяет необходимость решения следующих задач:1. Выявить прямые и косвенные факторы, влияющие на значения требуемыхпределов огнестойкости несущих конструкций ВЖЗ.2.

Установить параметры «реальных» температурных режимов пожаров вВЖЗ и особенности их развития в зависимости от пожарной нагрузки,планировочных схем зданий, работы активных систем противопожарной защиты(СППЗ).3. Определить временные параметры действий пожарных подразделений поспасению и введению пожарных стволов для различных схем развертывания.4. Установить соотношение между огнестойкостью основных несущихконструкций здания в условиях «реального» пожара и временными параметрамидействий пожарных подразделений по тушению пожара.5. Разработать алгоритм определения требуемых пределов огнестойкостинесущих конструкций ВЖЗ в зависимости от режимов «реального» пожара,времени эвакуации, спасения людей из здания и продолжительности действийпожарных подразделений.Объектом исследования является огнестойкость ВЖЗ.Предмет исследования – требуемые пределы огнестойкости основныхнесущих конструкций ВЖЗ.Научная новизна: выявлены закономерности влияния времени подачи первых пожарныхстволов на параметры температурного режима «реального» пожара; установленасвязьмеждувременемстандартногои«реального»температурного режима пожара и несущей способности конструкций ВЗ; повышена точность методики расчета времени спасения маломобильныхгрупп населения (МГН) с помощью лифта для транспортирования пожарныхподразделений (лифт для пожарных) на основе данных экспериментальныхисследований;7 впервые разработана обоснованная концепция нормирования требуемыхпределовогнестойкостинесущихконструкцийнаосновефакторов,характеризующих развитие пожара и процесс эвакуации и спасения людей.Теоретическая и практическая значимость работы заключается:1.