Данная статья посвящена проблеме обеспечения пожарной безопасности высотных зданий. Рассмотрены виды и способы эвакуации, конструктивные решения и способы устранения возгорания. В результате исследования, как наиболее эффективные средства пожарной безопасности, выделены: устройство вертикальных и горизонтальных эвакуационных путей, деление здания на пожарные отсеки, конструирование этажей убежища и размещение спринклерных систем пожаротушения.
Высотное строительство распространено во всём мире. Количество ежегодно строящихся высотных зданий исчисляется тысячами. В настоящее время общее число построенных небоскребов превысило 110 000. Высотные здания относятся к объектам с массовым пребыванием людей. Кроме того, в них сосредоточены огромные материальные ценности. Поэтому возникающие в них чрезвычайные ситуации, связанные с пожарами и взрывами, могут приводить к большим жертвам и материальным потерям. Этим обусловлено особое внимание к проблеме обеспечения безопасности людей и самих высотных зданий при возникновении пожара.
Безопасная эвакуация жителей здания — одна из основных целей предоставления правил пожарной безопасности в высотных зданиях. Здания должны быть спроектированы так, чтобы облегчить спасение людей во время пожара. Безопасная эвакуация при пожаре может быть обеспечена выходом жителей из здания быстрее скорости распространения дыма по строению.
Основные пути эвакуации
Процесс эвакуации из высотного здания затрагивает особенности вертикальных компонентов выхода. Современное проектирование выхода должно принимать во внимание несколько переменных, включая изменение демографии жителей, поведения жителей и достижения в технологиях, которые приводят к проектированию чрезвычайно сложных зданий (и последующее увеличение высоты застройки). Следует затронуть, в первую очередь, основные вопросы использования лестницы вместе с альтернативными путями эвакуации, которые стали недавно использоваться, например, эвакуационные лифты, воздушные мосты и т. д.
Лестницы
Традиционным методом эвакуации в таком типе зданий является использование лестниц. Проектирование лестницы осуществляется на основе учёта различных факторов: проектирование лестницы в целом, например, число ступеней, их ширина, длина лестницы, местоположение в здании, и т. д. или её определенные особенности, к примеру, наклон лестницы, влияние уровня занятости лестницы и т. д. Данные характеристики предполагают различные методы проектирования лестницы, принимая во внимание осуществление эвакуации.
Эвакуационные лифты
Использование эвакуационных лифтов является спорным вопросом с точки зрения надёжности эвакуации. Ряд исследователей придерживается мнения, что эффективность использования лифтов для обеспечения безопасности жизни достаточно высока на очень ранней стадии процесса эвакуации. Особую важность обретает вопрос своевременного оповещения о возгорании в здании, что должно учитываться на стадии проектирования высотных конструкций.
Этажи убежища
Этажи убежища — этажи, предназначенные для защиты жителей в здании, и их эффективность являлась объектом специальных исследований. Последние постановления, такие как Гонконгский Кодекс Пожарной безопасности, предписывают введение этажей убежища в проектировании средств спасения. С точки зрения эвакуации, этажи убежища имеют несколько преимуществ:
они являются местами отдыха для эвакуируемых,
они дают возможность наличия менее задымлённых лестниц или лифтовых шахт,
они могут быть предназначены для защиты людей с ограниченными возможностями и/или раненных эвакуируемых,
они могут использоваться в качестве пункта управления для спасательных команд, чтобы помочь эвакуации,
они могут служить противопожарной основой. Кроме того, использование эвакуационных лифтов было бы упрощено, так как этажи убежища могут служить этажами погрузки, потому что они способны разместить значительное количество эвакуируемых.
Воздушные мосты
Альтернативные средства спасения были предложены для проектирования высотных зданий. Один из возможных методов — введение горизонтальных средств эвакуации на высоте, т. е. использование воздушных мостов, чтобы связать башни. Этот компонент выхода может быть дизайнерским решением в случае зданий, включающих, по крайней, мере две башни. Понятие воздушного моста не является новым. Первым воздушным мостом был мост Вздохов, разработанный архитектором Антонио Контином в Венеции в начале 17-го века. Недавно данное дизайнерское решение было применено в нескольких зданиях во всем мире, например, Башни Петронас в Малайзии.
Ограждающие конструкции здания
Ограждение обеспечивает безопасность жизни и защиту. Сдерживание огня подразделяется на четыре категории: структурная защита, разделение, защита ограждающих конструкций и контроль за дымом.
Структурная защита относится к материальным конструкциям в высотных зданиях. Она достигается устройством предписанных в «Строительных нормах и правилах» противопожарных конструкций. Пожарные отсеки — это любая часть здания, отделенная от оставшейся барьерами для огня (стены и/или перекрытия, имеющие соответствующее сопротивление распространению огня с какими-либо защищёнными открытиями).
Противопожарное покрытие здания является частью противопожарного отсека и поэтому также призвано остановить распространение огня в другие отделения. “Пожарные отсеки должны быть расположены в пределах между отдельными этажами. Наличие строительных деталей по периметру пола представляет собой дизайнерское решение для предотвращения распространения огня. В случаях распространения огня вверх эффективно строительство противопожарных стен. Решение проблем застекленных и климатических фасадов — совмещение балюстрад, консольных плит и специализированных спринклерных систем в строительстве фасада.
Контроль за дымом жизненно важен для спасения жителей при пожаре, т. к. во многих случаях, пожар убивает людей удушьем или отравляет смесью дыма или токсичных газов. Традиционные методы контроля за дымом включают в себя: барьеры, вентиляцию и дымовые шахты, и т. д. Однако, эффективность этих методов ограничена близостью к огню и утечками. Это связано с тем, что контролем за дымом обычно управляют через системы отопления, вентиляции и кондиционирования.
С продвижением науки и техники были разработаны новые системы противопожарной защиты для высотных зданий. Такие системы противопожарной защиты описаны ниже.
Спринклерная система — система водопроводных труб, оросительных головок и термочувствительных колб, активирующихся при повышении температуры, чтобы автоматически высвободить достаточное количество воды для тушения пожара и гашения возгорания.
Влажные спринклерные системы — это трубы, заполненные водой под давлением для распыления воды, как только водораспыляющие головки открываются. Таким образом, это наиболее широко используемый тип системы.
Сухая спринклерная система — это система основного водопровода, заполненного водой под давлением, и вторичного, заполненного сжатым воздухом, поэтому когда давление воздуха во вторичной системе понижается, оросительная головка открывается, чтобы высвободить воду.
Открытая спринклерная система — это система с ручным управлением, использующая открытые оросительные головки, у которых нет теплового датчика, вода распыляется из всех оросительных головок. Этот тип системы используется, когда в помещении высокие потолки и существует вероятность попадания горячего воздуха, способствующего открытию оросительных головок, не находящихся над источником возгорания, и создаётся опасность быстрого распространения огня.
Системы гашения огня пеной — это системы, использующие пену для устранения возгорания. Их устраивают, чтобы защитить стоянки, автомобильные сервисные гаражи, ангары самолетов, полуопасные материалы, специальные огнеопасные склады материалов и т. д.
Порошковые системы гашения являются самыми быстрыми по сравнению с другими химическими устранения возгорания.
В результате проведённого анализа предоставляется возможным заключить, что с точки зрения пожарной безопасности высотных зданий наиболее эффективным является верное конструкционное решение пожарных отсеков, этажей убежища, рациональное устройство эвакуационных путей и размещение спринклерных систем пожаротушения.
Литература:
- Towering inferno: The regulation of fire safety and it's impact on the design of tall buildings.RACHEL CLARKSON 2007, p.23–31.
- Fire Science Reviews. Fire evacuation in high-rise buildings: a review of human behavior and modeling research.Ronchi and Nilsson; licensee Springer 2013.http://firesciencereviews.springeropen.com/articles/10.1186/2193–0414–2-7.
- Designing Buildings. The construction industry knowledge base.04 Nov 2015.http://www.designingbuildings.co.uk/wiki/Fire_compartment.
- Croce PA, Grosshandler WL, Bukowski RW, Gritzo LA: The international FORUM of fire research directors: A position paper on performance-based design for fire code applications. Fire Saf J 2008,43(3):234–236. doi:10.1016/j.firesaf.2007.12.004 10.1016/j.firesaf.2007.12.004.
- Fire Science Reviews. A review of sprinkler system effectiveness studies. 20 October 2013. http://firesciencereviews.springeropen.com/articles/10.1186/2193–0414–2-6.
