< Предыдущая		Оглавление		Следующая >

Глава 3. Техногенные и антропогенные воздействия на здания и сооружения

3.1. Общие положения

К потенциально опасным и технически особо сложным объектам относятся;

1. Ядерно- и (или) радиационно опасные объекты, исследовательские реакторы, предприятия топливного цикла, хранилища временного и долговременного хранения ядерного топлива и радиоактивных отходов.

2. Объекты уничтожения и захоронения химических и других опасных отходов.

3. Гидротехнические сооружения 1-го и 2-го классов.

4. Объекты обустройства нефтяных месторождений на шельфах морей.

5. Магистральные газо-, нефте- и продуктопроводы с давлением > 5 МПа (> 50 атм).

6. Крупные склады для хранения нефти и нефтепродуктов (> 20 000 м³) и изотермические хранилища сжиженных газов.

7. Объекты, связанные с производством, получением или переработкой жидкофазных или твердых продуктов, обладающих взрывчатыми свойствами и склонных к спонтанному разложению с энергией возможного взрыва, эквивалентной 4,5 т тринитротолуола.

8. Предприятия по подземной и открытой добыче (глубина разработки > 150 м) и переработке (обогащению) твердых полезных ископаемых.

9. Теплоэлектростанции (ТЭС) мощностью > 600 МВт.

10. Морские порты, аэропорты с длиной основной взлетно-посадочной полосы (ВПП) 1800 м и более, мосты и тоннели длиной более 500 м, метрополитены.

11. Крупные промышленные объекты с численностью занятых более 10 000 человек.

По результатам прогнозирования чрезвычайных ситуаций (ЧС) техногенного характера потенциально опасные объекты подразделяют по степени опасности, в зависимости от масштабов возникающих ЧС, на пять классов:

1-й класс - объекты, аварии на которых могут являться источниками федеральных и (или) трансграничных ЧС;

2-й класс - объекты, аварии на которых могут являться причиной возникновения региональных ЧС;

3-й класс - объекты, аварии на которых могут являться источниками возникновения территориальных ЧС;

4-й и 5-й классы - объекты, аварии на которых могут являться источниками возникновения соответственно местных и локальных ЧС.

Наиболее опасными техногенными чрезвычайными ситуациями принято считать:

o транспортные аварии (катастрофы);

o пожары, взрывы, угрозы взрывов;

o выброс химически опасных веществ или угроза его возникновения;

o выброс (угроза выброса) радиоактивных веществ;

o выброс (угроза выброса) биологически опасных веществ;

o внезапное обрушение зданий, сооружений;

o аварии на электроэнергетических системах;

o аварии на объектах систем жизнеобеспечения;

o аварии на очистных сооружениях;

o гидродинамические аварии.

Наибольшую потенциальную опасность для населения и территорий представляют возможные аварии и катастрофы на объектах: химических производств, радиационных и пожаро-взрывоопасных, гидродинамических, биологически опасных и предприятий систем жизнеобеспечения населения.

3.2. Пожары

Пожар - это неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства. Под горением понимается экзотермическая реакция окисления вещества, сопровождающаяся, по крайней мере, одним из трех факторов: пламенем, свечением и выделением дыма. Для возникновения горения необходимо наличие горючего вещества, окислителя и инициатора возгорания.

Пожары классифицируют по ряду признаков. С позиций масштаба и сложности тушения пожары подразделяют на отдельные; массовые и сплошные и тление в завалах.

Отдельные пожары возникают на небольших участках, в отдельных зонах, зданиях и производственных сооружениях. Тушение их может быть организовано быстро и с использованием всех имеющихся средств.

Массовые и сплошные пожары возникают в зонах сплошной или плотной застройки, расположения большого количества горючих материалов и т.п. Особая форма сплошного пожара - огненный шторм. Он образуется в результате одновременного горения большого количества зданий и представляет конвективный поток (столб), к которому устремляются воздушные массы со скоростью более 15 м/с. Ведение спасательных работ в этих случаях практически исключено.

Зона тления в завалах характеризуется сильным задымлением и продолжительным (свыше двух суток) горением. Тушение сопряжено с опасностью для жизни людей по причинам теплового воздействия и выделения токсичных продуктов сгорания.

Опасным задымлением на открытой местности является такое, при котором видимость не превышает 10 м. Смертельная концентрация оксида углерода в воздухе равна 0,2 % при вдыхании его в течение от получаса до часа и 0,5-0,7 % при вдыхании в течение нескольких минут.

В городах и населенных пунктах возможны отдельные пожары, когда загорается одно или группа зданий; массовые пожары, когда загорается более 25 % зданий, и сплошные, когда загорается более 90 % зданий. Распространение пожаров в городах и населенных пунктах зависит от огнестойкости зданий и сооружений, плотности застройки, характера местности и условий погоды.

Газовые и газонефтяные пожары возникают при эксплуатации добывающих скважин. В зависимости от состояния устья скважины и формы факела пожары газовых и нефтяных фонтанов делят на компактные и распыленные. Возможны также пожары, у которых горящий факел с большой поверхностью горения располагается над кратером, образующимся вокруг устья скважины. При этом все оборудование и арматура вместе с фунтом проваливается в кратер, который достигает нескольких метров в диаметре.

Горение нефти и нефтепродуктов может происходить в резервуарах, производственной аппаратуре и при разливе на открытых площадках. Пожары в резервуарах могут сопровождаться вскипанием нефтепродуктов и их выбросом.

Пожарная опасность строительных материалов определяется следующими пожарно-техническими характеристиками: горючестью, воспламеняемостью, распространением пламени по поверхности, дымообразующей способностью и токсичностью. Классификация строительных материалов по пожарной опасности приведена на рис. 3.1.

По пожарной опасности строительные конструкции подразделяют на четыре класса, устанавливаемые согласно ГОСТу:

Рис. 3.1. Классификационная схема строительных материалов по пожарной опасности

КО - непожароопасные; К1 - малопожароопасные; К2 - умереннопожароопасные; К3 - пожароопасные.

Применительно к строительным конструкциям зданий и сооружений пожары могут вызвать следующие предельные состояния, ведущие к разрушению или невозможности дальнейшей эксплуатации: потери несущей способности - обрушение или недопустимые прогибы; потеря ограждающей способности (целостности) - образование в конструкциях или стыках сквозных трешин или отверстий; потеря теплоизолирующей способности.

Основной количественной характеристикой огнестойкости строительных конструкций является предел огнестойкости, под которым понимают промежуток времени в минутах от начала огневого испытания при стандартном температурном режиме до наступления одного из указанных выше предельных состояний и обозначаемый соответственно R, Е, I. Например, R45 означает, что конструкция должна выдержать пожар в стандартном режиме до потери несущей способности не менее 45 мин.

Пределы огнестойкости для несущих металлических конструкций составляют около 15 мин, для железобетонных изгибаемых элементов - 45-90 мин, для колонн - 60-120 мин, т.е. железобетон является наиболее огнестойким из распространенных в настоящее время конструкционных материалов.

Предел огнестойкости R определяет границу безопасного состояния конструкции.

Наряду с наиболее распространенным критерием предельных состояний для оценки границы предельного состояния разрабатываются подходы, основанные на анализе риска.

Здания в целом подразделяют по степеням огнестойкости, классам конструктивной и функциональной пожароопасности.

Степень огнестойкости здания определяется огнестойкостью его строительных конструкций. Применительно к жилым зданиям она зависит также от этажности.

Класс конструктивной пожарной опасности здания определяется степенью участия строительных конструкций в развитии пожара и образовании его опасных факторов.

Класс функциональной пожарной опасности здания и его частей определяется их назначением и особенностями размещаемых в них технологических процессов, в том числе в зависимости от того, в какой мере безопасность людей в них в случае пожара находится под угрозой, с учетом их возраста, физического состояния, возможности пребывания в состоянии сна и т.п.

По конструктивной пожарной опасности здания делятся на четыре класса СО, C1, С2, С3 в зависимости от классов пожарной опасности составляющих эти здания строительных конструкций. Например, класс конструктивной пожарной опасности С1 соответствует наличию в здании несущих стержневых элементов класса не ниже К1, наружных стен - К2, стен, перегородок, перекрытий и бесчердачных покрытий - К1, стен лестничных клеток и противопожарных преград, лестничных маршей и площадок - КО.

По функциональной пожарной опасности здания делят на пять классов:

o Ф1 - здания для постоянного и временного проживания людей;

o Ф2 - здания зрелищных и культурно-просветительских учреждений;

o Ф3 - здания предприятий по обслуживанию населения;

o Ф4 - здания учебных заведений, научных и проектных организаций, учреждений управления;

o Ф5 - производственные и складские здания.

В зависимости от характеристик горючести и количества веществ и материалов, находящихся в помещениях, последние делят на пять категорий по взрывопожароопасности (табл.3.1).

В зависимости от категорий взрывопожароопасных помещений, находящихся в здании, последние также относят к категориям А, Б, В, Г или Д. Так, например, здание относится к категории А, если площадь его помещений, относящихся к категории A (FA), составляет более 5 % общей площади помещений (F) или более 2000 м2. К категории Б относят здание, не относящееся к категории А, но имеющее общую площадь помещений категорий А и Б более 5% F или более 200 м2, и т.п. Здание относится к категории Д, если ни одно из его помещений не относится к категориям А, Б, В, Г.

Таблица 3.1. Характеристика помещений по взрывопожароопасности

Категория помещения	Характеристика веществ, находящихся в помещении
А (взрывопожароопасная)	Горючие газы, ЛВЖ с tвсп < 28
Б (то же)	Горючие пыли или волокна, ЛВЖ с tвсп > 28
B1-В4 (пожароопасные)	Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть, при условии, что помещения, в которых они имеются, не относятся к категориям А ил и Б
Г (тоже)	Негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени; горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются ил и утилизируются в качестве топлива
Д (не пожароопасная)	Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии

Примечание. Здесь tвсп - температура вспышки, т.е. нижний температурный предел, при котором происходит взрывное горение.

Приведенное разделение зданий на категории и классы используют при проектировании зданий и сооружений различного назначения и увязывают с требованиями норм их проектирования в отношении организации путей эвакуации, устройства эвакуационных и аварийных выходов, противопожарных преград и т.п. Например, согласно п. 6.6 СНиП 21-01-97* не допускается размещать помещения класса Ф5 категорий А и Б под помещениями, предназначенными для одновременного пребывания более 50 человек, а также в подвальных и цокольных этажах.

Горение и, следовательно, пожар могут быть прекращены следующими способами:

o охлаждением водой, специальными растворами, углекислотой и другими гасящими веществами, которые отнимают часть тепла, идущего на поддержание горения;

o разбавлением реагирующих в процессе горения веществ водяным паром, углекислым газом, азотом и другими газами, не поддерживающими горение;

o изоляцией зоны горения пенами, порошками, грунтом и т.п., прекращающими поступление горючих веществ или воздуха в зону горения;

o химическим торможением реакции горения специальными веществами (ингибиторами).

Способы тушения выбирают на основе анализа конкретных условий горения. Например, открытые пожары тушат способом охлаждения или изоляции, горение нефтепродуктов в резервуарах - способом изоляции.

Пожаробезопасность зданий и сооружений не сводится только к выбору огнестойких материалов и эффективных способов тушения. Она включает в себя также широкий спектр средств и методов, которые могут быть разделены на три группы:

- систему предотвращения пожара и взрыва;

- систему защиты от пожара и взрыва;

- систему организационно-технических мероприятий.

Первые две системы разрабатывают на стадии проектирования объекта, если установлена опасность пожара или пожара и взрыва (категории А-Г). К ним относятся установка противопожарных преград (на всю высоту здания), противопожарных дверей (которые должны быть всегда закрыты), а также установка пожарных извещателей (сигнализации), реагирующих на повышение температуры, наличие дыма или светового излучения. В помещениях деревообработки, автосервиса, складов лаков, красок, ЛВЖ, твердых сгораемых материалов, а также в зданиях с большим скоплением людей (больницы, офисы и т.п.), материальных ценностей (музеи, галереи и т.п.) устанавливают спринклерные установки пожаротушения. Спринклеры разбрызгивают на горящую поверхность воду, подаваемую под давлением; они имеют легкоплавкие замки, вскрывающиеся при 72-240

Организационно-технические мероприятия включают прежде всего заранее продуманную эвакуацию людей из потенциально опасных помещений. Кроме того, при проектировании и эксплуатации зданий должна быть максимально обеспечена возможность спасения людей.

Под эвакуацией понимается процесс организованного самостоятельного движения людей наружу из помещений, в которых имеется возможность воздействия на них опасных факторов пожара, а также несамостоятельное перемещение людей, относящихся к маломобильным группам населения (инвалиды, престарелые). Спасение представляет собой вынужденное перемещение людей наружу при воздействии на них опасных факторов пожара или при возникновении непосредственной угрозы этого воздействия.

Защиту людей на путях эвакуации обеспечивают комплексом объемно-планировочных, эргономических, конструктивных и других мероприятий. В зависимости от класса сооружения по функциональной пожарной опасности и других критериев устанавливается максимальная длина путей эвакуации, т.е. расстояние от наиболее удаленной точки помещения до эвакуационного выхода, их ширина, количество, тип, ширина и высота эвакуационных выходов, требования к отделке и т.п. Пути эвакуации должны быть оснащены противодымной зашитой, которая также должна предотвратить воздействие на людей токсичных продуктов сгорания (незадымляемые лестничные клетки и т.п.).

Защита от других типов пожаров сводится к их локализации и тушению. Так, применительно к лесным пожарам используют следующие приемы: окружение пожара или охват его с фронта или с тыла; устройство заградительных и минерализованных полос и канав на пути распространения огня; отжиг (пуск встречного низового огня) от опорной полосы.

Крайне сложно тушение торфяников. Их обычно окружают со всех сторон канавами на глубину до минерального грунта или грунтовых вод, но не менее 0,7 м.

Степные пожары локализуют, устраивая на пути огня заградительные полосы шириной до 20 м. Кромки заградительной полосы опахивают бульдозерами или плугами, а середину выжигают.

Тушение нефтяных и газовых фонтанов заключается в установке на устье скважины специальных устройств, которые могут регулировать или полностью перекрывать подачу нефти и газа.

Как уже отмечалось, в городах и населенных пунктах пожары в ряде случаев могут быть отнесены к природно-техногенным ЧС, являясь следствием природных катастроф (землетрясений, наводнений и т.п.). В случае угрозы таких ЧС в комплекс противопожарных мер должны быть включены специальные мероприятия, направленные на предотвращение или снижение риска возникновения пожаров (предварительное отключение источников электроэнергии, блокировка трансформаторных подстанций и т.п.).

Категорию по степени взрывопожароопасности устанавливают проектные организации при проектировании зданий производственного и складского назначения. Назначение той или иной категории определяет требования к взрывопожарной защите зданий: огнестойкости конструкций, этажности, расположению технологического оборудования, протяженности путей эвакуации, необходимости применения предохранительных легкосбрасываемых конструкций, применению систем автоматического пожаротушения.

Основными причинами возникновения пожаров в промышленных зданиях и сооружениях являются: выброс или утечка горючих газов, легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ), горючих пылей из технологического оборудования в результате неисправности арматуры, неправильных действий персонала и т.п. Пожары в этих случаях нередко сопровождаются взрывами (взрывное горение), поэтому применительно к зданиям и сооружениям говорят о взрывопожароопасности.

Основным свойством материалов, находящихся в здании, характеризующим их взрывопожароопасность, является их горючесть, т.е. способность к горению. Все вещества по этому показателю делятся на негорючие (не способные к горению в воздухе), горючие (горят при наличии источника зажигания и продолжают гореть при его удалении) и трудногорючие (горят в присутствии источника зажигания и не способны гореть при его удалении).

< Предыдущая		Оглавление		Следующая >