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

В определении прямых и косвенных факторов, влияющих на требуемыепределы огнестойкости несущих конструкций ВЖЗ: количественных значений пожарной нагрузки в квартирах современныхВЖЗ в РФ; количественных значений времени прокладки рукавных линий междумаршами с использованием лифта для пожарных; количественных значений времени спасения, пострадавших на носилкахпожарными с 50-этажного ВЗ, а также скорости движения пожарных по маршувверх и вниз с носилками.2. В разработке алгоритма определения требуемых пределов огнестойкостиосновных несущих конструкций ВЖЗ и возможности использования полученныхрезультатов для определения и дальнейшего нормирования требуемых пределовогнестойкости при проектировании зданий и сооружений (ЗиС) различныхклассов функциональной пожарной опасности, для которых отсутствуют нормыпроектирования.Методологияиметодыисследования.Основутеоретическихисследований составили анализ и математическое моделирование сценариевразвития вероятных пожаров в квартирах ВЖЗ полевым методом с помощьюпрограммы Fire Dynamics Simulator (FDS), решение теплотехнической задачиогнестойкости  ANSYS Mechanical; при решении статической задачиогнестойкости использовался Mathcad 15.

Также моделирование расчетноговремени эвакуации и спасения МГН из пожаробезопасных зон ВЖЗпроизводилось с помощью программы Pathfinder 2018. Основу эмпирическихданных составили данные действий пожарных подразделений по развертываниюрукавных линий, а также по спасению МГН с помощью лифтов для пожарных и8транспортировкой их на носилках по лестничной клетке из здания. Обработкаэмпирических статистических данных производилась с помощью программыAtteStat 12.0.5 и Exel.Степень достоверности и апробация результатов.

Достоверностьрезультатов обеспечивается использованием методов анализа, численногорешениядифференциальныхуравненийспомощьюкомпьютерногомоделирования, а также использования апробированных методов исследования спомощью видеосъемки. Примененные математические методы и модели, которыепрошли верификацию, валидацию и сертификацию, имеют достаточное длянаучных (инженерных) методов расчета схождение с известными данными пореальным пожарам и экспериментам, а также пожарно-тактическим учениям.Полученныеэкспериментальныерезультатыимеютудовлетворительнуюсходимость с расчетными данными.Практическая значимость работы подтверждена использованиемрезультатов исследования при разработке:нормативногодокументапопроектированиюВЗСП 267.1325800.2016 «Здания и комплексы высотные.

Правила проектирования»:ФГБУ «ЦНИИП Минстроя России», 2019 г.; нормативного документа по проектированию ВЗ СП 253.1325800.2016«Инженерные системы высотных зданий» НП «АВОК», 2016 г.; учебно-методических материалов (рабочие программы, курсы лекций идр.) по дисциплинам «Экспертиза пожарной безопасности» и «Зданияи сооружения и их устойчивость при пожаре» в Академии ГПС МЧС России,2018 г.Личный вклад автора. В работах, опубликованных в соавторстве иединоличном авторстве в изданиях, рекомендованных ВАК, все результаты,составляющие научную новизну и выносимые на защиту, получены авторомлично.9Положения, выносимые на защиту:1.

Обоснование требуемых пределов огнестойкости основных несущихконструкций ВЖЗ (высотой до 150 м) на основе комплексного подхода,включающего: основные факторы, влияющие на требуемые пределы огнестойкостинесущих конструкций в зависимости от условий развития пожара в ВЖЗ иобеспечения 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 (ТАВ)); алгоритм спасения МГН из ВЖЗ с помощью лифта для пожарных ипараметры спасения (время, скорость) пострадавшего с помощью носилок помаршам незадымляемой лестничной клетки.2.

Алгоритм определения требуемых пределов огнестойкости основныхнесущих конструкций ВЖЗ.Апробация работы. Основные результаты работы были доложены иполучили одобрение на следующих научно-практических конференциях:–Международномсеминаре«Пожарнаябезопасностьобъектовхозяйствования» (Казахстан, г. Кокшетау, 2018 г.);– Научно-практической конференции молодых ученых и специалистов«Проблемы техносферной безопасности» (РФ, г. Москва, Академия ГПС МЧСРоссии, 20122017 гг.);–Международнойнаучно-практическойконференциикурсантов(студентов), слушателей магистратуры и адъюнктов (аспирантов) (РеспубликаБеларусь, г. Минск, 2012 г.);– Международной научно-практической конференции по проблемампожарнойбезопасности,посвященной75-летию(РФ, г. Москва, ВНИИПО МЧС России, 2012 г.);созданияинститута10–Научно-практическойконференции«Ройтмановскиечтения»(РФ, г.

Москва, Академия ГПС МЧС России, 2014, 2017 гг.);–Научно-практическойконференции«Пожаротушение:проблемы,технологии, инновации» (РФ, г. Москва, Академия ГПС МЧС России, 2013,2014 гг.);–Международнойнаучно-техническойконференции«Системыбезопасности» (РФ, г. Москва, Академия ГПС МЧС России, 2012 г.).Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 научных работ, из них4 – в рецензируемых научных изданиях из перечня ВАК для публикации основныхнаучных результатов диссертации на соискание ученой степени кандидататехнических наук.Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырехглав, заключения, списка литературы, списка сокращений и приложения.Содержание работы изложено на 225 страницах текста, включает в себя23 таблицы, 103 рисунка, список литературы из 204 наименований.11ГЛАВА 1 ПРОБЛЕМЫ ПРИНЯТИЯ ТРЕБУЕМЫХ ПРЕДЕЛОВОГНЕСТОЙКОСТИ ОСНОВНЫХ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙВЫСОТНЫХ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ1.1 Особенности пожарной опасности высотных жилых зданийЧеловечество в процессе своего развития находит свое отражение вархитектуре зданий, методах и технологиях, применяемых в строительстве.Строительство ВЗ, в том числе и жилых, явилось импульсом для разработкикомбинированных конструкций, развития новых технологий производства истроительства, применения новых высококачественных материалов.В РФ ВЗ – здания высотой более 75 м (жилые) и более 50 м (общественные).В других странах под ВЗ обычно понимают здание высотой от 35 до 100 м, аздания выше 100 м считаются небоскребами.Первые ВЗ появились в США г.

Чикаго в конце XIX века. Их появлениесвязано с решением трех основных задач [1]:– применение металлического, а затем и железобетонного каркаса;– изобретение механического лифта на паровом ходу для подъема наверхние этажи зданий;– внедрение электроосвещения и применение системы вентиляции, чтообеспечило возможность регулировать внутренний микроклимат в здании.Первое ВЗ появилось в Чикаго в 1883 году – здание домового страхования«Хоум Иншуранс Билдинг» (The Home Insurance Building; рисунок 1.1),архитектор Уильям ле Барон Дженни. Здание было 10-этажным, высотой 55 м, вкотором применялась усовершенствованная металлическая каркасная система.12Рисунок 1.1  Первый небоскреб в г.

ЧикагоДанное ВЗ было первым с несущими конструкциями из металлическогокаркаса, а кирпичные наружные стены — только самонесущие. Здание сталоизвестным благодаря массе инноваций, таких, как использование прокатныхГ-образных балок, обеспечение по тем меркам высокого уровня пожарнойбезопасности за счет противопожарных перегородок из каменной кладки, а такжеорганизации быстрой и безопасной эвакуации. Здание было снесено в 1931 году.Идеи высотного строительства в России зародились в Москве только передВеликойОтечественнойвойной.Стоитотметитьамбициозныепланыстроительства Дворца Советов высотой 419 м по проекту Б.М. Йофана на местеснесенного в 1933 г.

Храма Христа Спасителя, который так и не был осуществленна практике (рисунок 1.2). Идеи стали осуществляться в жизнь в конце40-х – начале 50-х гг. XX в. Согласно специальному постановлению № 53 СоветаМинистров СССР «О строительстве в г. Москве многоэтажных зданий» [2] былипостроены семь «сталинских» высоток различного функционального назначения.Все восемь московских ВЗ были заложены в день восьмисотлетия Москвы.13Рисунок 1.2  Проект Дворца Советов [2]:1 – стилобат; 2 – большой зал на 21 000 человек;3 – основной стальной несущий каркас; 4 – распорное кольцоПервым многоэтажным зданием стало здание Министерства иностранныхдел СССР и Министерства внешней торговли СССР на Смоленской площади(рисунок 1.3), построенное по проекту В. Гельфрейха и М. Минкуса.В настоящее время возведение ВЗ в крупных городах РФ и мира сталоодним из приоритетных направлений строительства. По неофициальным данным,количество ВЗ только в г.

Москве превысило 500.При всей красоте ВЗ не стоит забывать о том, что такие здания относятся кобъектам повышенной пожарной опасности. С увеличением высоты зданияувеличивается и их пожарная опасность, поскольку увеличивается расчетноевремя эвакуации людей, а время наступления опасных факторов пожара (ОФП)снижается. Поэтому актуальность проблемы обеспечения пожарной безопасностиВЗ не вызывает сомнений.14Рисунок 1.3  Первое многоэтажное ВЗ Министерства иностранных дел иМинистерства внешней торговли СССРПожарная опасность ВЖЗ характеризуется вероятностью возникновенияпожара в здании и особенностями его развития, массовым пребыванием людей вздании различных групп мобильности, в том числе МГН и даже немобильных,наличиемразвитыхвертикальныхинженерныхшахтикоммуникаций,пересекающих строительные конструкции (противопожарные преграды), темсамым создавая условия для распространения пожара, ограниченный доступпожарных подразделений в высотную часть здания и не всегда надежная иэффективная работа активных СППЗ (рисунок 1.4).Наличие помещений с массовым пребыванием (более 50) людей возможново встроенных магазинах, административных и офисных помещениях, кафе,фитнес-залах и других помещениях.