Системы противопожарной защиты

Общие положения

Противопожарная защита включает в себя:

ограничение распространения пожара за пределы очага (локализационные мероприятия) – устройство противопожарных преград, установление противопожарных секций, отсеков площадью не более определенной нормами, предотвращение или ограничение разлива и растекания жидкостей при пожарах (устройство складов горюче-смазочных материалов в низинных местах либо обваловка соответствующих территорий), применение огнепреграждающих устройств и оборудования (шиберов, заслонок и т.п.), например в вертикальных воздуховодах, пересекающих междуэтажные перекрытия; в качестве противопожарных преград использование стен, перегородок, зон, дверей, тамбур-шлюзов из несгораемых материалов с заданным пределом огнестойкости: для противопожарных стен – не менее 2,5 ч, дверей, ворот – 1,2 ч. Противопожарные стены должны возвышаться над кровлей на расстоянии до 0,6 м; для ограничения распространения пожаров между зданиями и сооружениями должны предусматриваться определенные расстояния, называемые противопожарными разрывами (9-18 м); здания и сооружения, отличающиеся повышенной пожарной опасностью, располагают с подветренной стороны;

применение пропитки конструкций объектов антипиренами и нанесение на их поверхности огнезащитных составов (красок);

применение основных строительных конструкций и материалов, в том числе для облицовки зданий и сооружений, с нормированными показателями пожарной опасности;

применение средств коллективной и индивидуальной защиты людей от опасных факторов пожара;

устройство противодымной защиты – установка специальных вентиляторов, создающих необходимый подпор воздуха с целью предотвращения задымления, и другие технические решения;

организация своевременного оповещения и эвакуации людей (эвакуационные мероприятия);

применение средств пожарной сигнализации;

применение средств пожаротушения.

Ограничение распространения пожара

Предотвращение распространения пожаров достигается ограничением их площади, интенсивности и продолжительности горения. Для этого используются:

1) конструктивные и объемно-планировочные решения, препятствующие распространению опасных факторов по помещению, между помещениями, между группами помещений различной функциональной пожарной опасности, между этажами и секциями, между пожарными отсеками, а также между зданиями – противопожарные разрывы;

2) ограничение пожарной опасности строительных материалов, используемых в поверхностных слоях конструкций здания, в том числе кровель, отделок и облицовок фасадов, помещений и путей эвакуации;

3) снижение технологической взрывопожарной и пожарной опасности помещений и зданий;

4) наличие первичных, в том числе автоматических и привозных средств пожаротушения;

5) сигнализация и оповещение о пожаре.

Части зданий и помещения различных классов функциональной пожарной опасности разделяют между собой ограждающими конструкциями с нормируемыми пределами огнестойкости и классами конструктивной пожарной опасности или противопожарными преградами. Требования к таким ограждающим конструкциям и типам противопожарных преград устанавливают с учетом функциональной пожарной опасности помещений, величины пожарной нагрузки, степени огнестойкости и класса конструктивной пожарной опасности здания.

В зданиях класса Ф5 помещения категорий А и Б необходимо, если это допускается требованиями технологии, размещать у наружных стен, а в многоэтажных зданиях – на верхних этажах.

Противопожарные стены, разделяющие здание на пожарные отсеки, должны возводиться на всю высоту здания и обеспечивать нераспространение пожара в смежный пожарный отсек при обрушении конструкций здания со стороны очага пожара.

Окна в противопожарных преградах выполняют неоткрывающимися, а двери, ворота и клапаны должны иметь устройства для самозакрывания и уплотнения в притворах. Двери, ворота, люки и клапаны, которые могут эксплуатироваться в открытом положении, должны быть оборудованы устройствами, обеспечивающими их автоматическое закрывание при пожаре.

Общая площадь проемов в противопожарных преградах, за исключением ограждений лифтовых шахт, не должна превышать 25 % их площади.

Заполнение проемов в противопожарных преградах должно выполняться, как правило, из негорючих материалов. Двери, ворота, люки и клапаны допускается выполнять с применением материалов групп горючести не ниже ГЗ, защищенных негорючими материалами толщиной не менее 4 мм.

В противопожарных преградах, отделяющих помещения категорий А и Б от помещений других категорий, коридоров, лестничных клеток и лифтовых холлов, следует предусматривать тамбур-шлюзы с постоянным подпором воздуха по СНиП 41-01-03. Устройство общих тамбур-шлюзов для двух помещений и более указанных категорий не допускается.

На судах наиболее опасные в пожарном отношении помещения и отделения отделяют от других помещений противопожарными огнестойкими переборками.

Эвакуационные мероприятия

При пожарах и взрывах факторы, опасные для жизни и здоровья людей, быстро нарастают. Поэтому процесс эвакуации людей должен быть достаточно кратковременным. Безопасность людей в процессе эвакуации достигается, если расчетное время эвакуации τ_р из зданий и сооружений в целом равно или меньше необходимого (безопасного) времени эвакуации τ_н, т.е.

τ_р ≤ τ_н. (3.14)

Величина τ_н задается строительными нормами и правилами в зависимости от категории помещений и зданий по пожаровзрывоопасности, их объема и в ряде случаев установлена 0,5-3 мин. Для зданий малой степени огнестойкости это время уменьшается соответственно на 30 или 50 %.

Для производственных зданий, имеющих не более пяти этажей, необходимое время эвакуации людей по лестницам составляет 5 мин., для зданий I, II, III степеней огнестойкости – 3,5, для зданий IV и V степеней огнестойкости – 2,5 мин.

Главными регулируемыми факторами для организации успешной эвакуации людей являются количество и ширина эвакуационных выходов. При определении количественных значений этих факторов учитывают, что плотность людских потоков на путях эвакуации может достигать предельных значений – 10-12 чел/м² (возможна паника). Все это осложняет процесс эвакуации.

Известно, что по мере увеличения плотности людей на пути эвакуации скорость v их движения замедляется, при плотности D = 9 чел/м² она не превышает 15 м/мин.

Плотность потока D (в м²/м²) находят по формуле

D = Nf / (AB), (3.15)

где N - число людей на рассматриваемом участке эвакуационного пути;

f – средняя площадь горизонтальной проекции человека, равная для подростков 0,07 м²; для взрослых в домашней одежде 0,1 м²; для взрослых в зимней одежде 0,125 м²;

А,В – соответственно длина и ширина рассматриваемого участка эвакуационного пути, м.

По значению плотности D устанавливают скорость движения людского потока v_i и расчетное время эвакуации t_pi на рассматриваемом участке эвакуации длиной L_i

t_pi = L_i / v_i. (3.16)

При определении v_i для горизонтального пути можно использовать следующие данные: при D = 0,05 v_i = 100 м/мин; при D = 0,1 v_i = 60 м/мин; при D = 0,3 v_i = 47 м/мин; при D = 0,4 v_i = 40 м/мин; при D = 0,5 v_i = 0,33 м/мин.

Суммарное расчетное время эвакуации t_p

(3.17)

где n - число участков, на которые разбивают весь путь эвакуации.

Если найденное значение t_p не соответствует условию (3.14), то увеличивают число эвакуационных выходов и (или) их ширину.

Важно учитывать, что эвакуационными являются только выходы, которые ведут: из помещений первого этажа непосредственно наружу или через коридор, вестибюль, лестничную клетку; из помещений второго и последующего этажей – в коридор или на лестничную клетку, имеющие выход наружу; в соседнее помещение на том же этаже, которое имеет эвакуационный выход.

По общему правилу из зданий, помещений и на каждом этаже должно предусматриваться не менее двух выходов. Двери их должны открываться по направлению выхода, минимальная ширина пути эвакуации принимается 1 м, дверей на путях эвакуации – 0,8 м, высота проходов – не менее 2 м.

Для общих коридоров, по которым могут эвакуироваться из помещений класса Ф1 более 15 чел, а также из помещений других классов функциональной пожарной опасности – более 50 человек, ширина пути эвакуации должна быть не менее 1,2 м.

Выходы должны размещаться рассредоточенно. Минимальное расстояние l между ними должно соответствовать условию

l ≥ 1,5 (3.18)

где Р – периметр помещения, м.

Если расстояния от наиболее удаленных рабочих мест до ближайших эвакуационных выходов не превышают предельно допустимых, то определение ширины и количества выходов может вестись исходя из допустимого количества людей на 1 м ширины выхода (двери) из помещения: 45-260 чел. в зависимости от объема помещения, степени огнестойкости здания и категории пожаровзрывоопасности.

Успешность эвакуации людей зависит также от наличия на путях эвакуации световых указателей от автономных источников питания, звукового оповещения, степени защиты от задымления и других опасных факторов пожара.

Проектирование эвакуационных путей на судах имеет свои особенности. В любом судовом помещении, рассчитанном на 30 чел., должно быть не менее двух выходов, расположенных в противоположных сторонах. Эвакуационные выходы должны вести на открытые палубы. Двери кают должны открываться внутрь, двери общественных помещений – наружу или иметь двойные петли. В нижней части каютных дверей предусматривают филенки, которые легко выбить и обеспечить выход при заклинивании дверей. Общие выходы из помещений должны вести непосредственно на открытую палубу, двери – открываться наружу.

Пути эвакуации из машинных помещений судов, расположенных ниже палубы переборок, могут представлять два стальных трапа, удаленных как можно дальше один от другого и ведущих к дверям, на которых располагаются шлюпки и спасательные плоты.

Количество и общая ширина эвакуационных выходов из помещений, с этажей и из зданий определяют также в зависимости от максимально возможного числа эвакуирующихся через них людей и предельно допустимого расстояния от наиболее удаленного места возможного пребывания людей (рабочего места) до ближайшего эвакуационного выхода.

Части здания различной функциональной пожарной опасности, разделенные противопожарными преградами, должны быть обеспечены самостоятельными эвакуационными выходами (СНиП 21-01-97).

Предельно допустимое расстояние от наиболее удаленной точки помещения, а для зданий класса Ф5 – от наиболее удаленного рабочего места до ближайшего эвакуационного выхода, измеряемое по оси эвакуационного пути, устанавливают в зависимости от класса функциональной пожарной опасности и категории взрывопожароопасности помещения и здания, численности эвакуируемых, геометрических параметров помещений и эвакуационных путей, класса конструктивной пожарной опасности и степени огнестойкости здания.

Системы пожарной сигнализации

Системы пожарной сигнализации предназначены для выявления очага пожара на самой ранней стадии его развития. Они включают следующие основные элементы (рис. 3.3): ручные (РИ) и автоматические пожарные извещатели (АПИ), соединенные электрическими линиями связи с приемной станцией (ПС). Приемная станция, размещаемая в местах с постоянным пребыванием людей, состоит из устройства индикации сигналов (УИ), устройства сигнализации (УС), блока питания (БП) и аккумуляторной батареи (АБ), выполняющей функции аварийного блока питания.

Назначение автоматических пожарных извещателей заключается в преобразовании контролируемого признака пожара (температура, скорость ее нарастания, дым, звук, свет) в электрический сигнал, автоматически передаваемый

Рис. 3.3. Структурная схема системы пожарной сигнализации

на средства оповещения – в приемную станцию. В зависимости от вида контролируемого признака пожара автоматические пожарные извещатели делят на тепловые – ДТЛ (датчик тепловой легкоплавкий), ДПС-038 (датчик пожарной сигнализации), ИП 105-2/1 (ИТМ) – извещатель тепловой магнитный, дымовые – ИДФ (извещатель дымовой фотоэлектрический), ДИП-1 (дымовой извещатель полупроводниковый), ДИП-2, РИД-1 (радиоизотопный извещатель дыма), РИД-6М, световые – СИ-1 (световой извещатель) и др. Если извещатель реагирует на максимальное значение контролируемого признака пожара, то его называют максимальным (ДТЛ, ИП 105-2/1, ИДФ, РИД-1 и др.); если извещатель реагирует на скорость изменения контролируемого признака, то его называют дифференциальным (ДПС-038); если реагирует на то и другое одновременно, то максимально дифференциальным [МДПИ-028 реагирует на максимальное значение температуры (70 или 90 ^оС) и на скорость ее нарастания]. Применяют также комбинированные извещатели, реагирующие одновременно, например, на температуру и дым.

Дымовые извещатели могут быть двух видов: точечные, сигнализирующие о появлении дыма (ИП 212-2), и линейно-объемные (ИДФ-М), реагирующие на затенение светового луча частицами дыма между приемником луча и излучателем в дымовой камере. Известен световой излучатель ДПИД, регистрирующий инфракрасное излучение пламени.

Все автоматические излучатели характеризуются порогом срабатывания, защищаемой площадью, условиями эксплуатации и требованиями к размещению, напряжению питания. Тепловые извещатели имеют защищаемую площадь (площадь, контролируемую одним извещателем) 15-30 м², дымовые – 100-150 м².

Ручные пожарные извещатели применяют для передачи работником путем нажатия кнопки сообщения о пожаре на приемную станцию. Наиболее распространены извещатели типа ПКИЛ (пожарный кнопочный извещатель лучевой).

Одна из возможных схем подсоединения извещателей к приемной станции (ПС) показана на рис. 3.4. Чаще всего в одну линию связи (луч) включают параллельно (рис. 3.4, а) или последовательно (рис. 3.4, б) несколько автоматических и ручных извещателей. Извещателей типа ДТЛ в один луч включают не более 50 шт., для других типов извещателей устанавливают более жесткие ограничения – до 10 шт.

Рис. 3.4. Схемы подсоединения

автоматических пожарных извещателей:

а – параллельное; б – последовательное

При срабатывании какого-либо из извещателей, подсоединенных к параллельной схеме, ток, потребляемых лучом, увеличивается, и при последовательном подсоединении – уменьшается. Резистор R_o (см. рис. 3.4) определяет начальный ток луча.

В некоторых случаях системы пожарной сигнализации блокируют с системами вентиляции и тушения пожаров: при срабатывании системы сигнализации автоматически выключается система вентиляции и осуществляется пуск системы тушения.

Применение систем пожарной сигнализации на судах предъявляет более жесткие требования к качеству и надежности этих систем. Наиболее распространены на судах автоматические пожарные извещатели типа МДПИ-028, РИД-1, ПОСТ-1-С и др. Для приема сигналов от извещателей в судовых системах пожарной сигнализации используют станции ТОЛ-10/50-С (тревожная оптическая лучевая судового исполнения), ТИС-К (термоизвещательная система).

Системы пожарной сигнализации должны находиться в исправном состоянии и постоянной готовности. В местах размещения приемных станций (пожарного поста) должна быть вывешена инструкция о порядке действий дежурного персонала при получении сигнала о пожаре. Помещение должно быть обеспечено телефонной связью, не менее чем тремя электрическими фонарями.

Методы тушения пожаров и огнегасительные средства

Для тушения пожара используют следующие методы:

охлаждение очага горения ниже определенных температур, например с помощью воды;

изоляция очага горения от кислорода воздуха (покрытие очага горения пеной, порошком, листовым материалом – войлоком, брезентом);

создание в очаге горения атмосферы, не поддерживающей горение, например разбавление воздуха в зоне реакции горения инертными газами для уменьшения содержания кислорода ниже критического уровня;

ингибирование горения, т.е. интенсивное торможение скорости химической реакции горения;

механический срыв пламени;

создание условий огнепреграждения в зоне реакции горения, при которых пламя вынуждено распространяться через узкие каналы с потерей тепловой энергии в стенках этих каналов, вследствие чего оно гаснет.

Перечисленные выше методы тушения реализуют с помощью огнетушащих средств – специальных веществ, обладающих физико-химическими свойствами, позволяющими создать условия для прекращения горения. Все огнетушащие вещества делят на четыре группы: охлаждающие зону реакции горения или горящие вещества (вода, водные растворы солей, твердый диоксид глерода и др.); разбавляющие кислород в зоне реакции горения (инертный газ, водяной пар, тонкораспыленная вода и др.); химически тормозящие реакцию горения (хладоны и др.); изолирующие горящие вещества от доступа кислорода воздуха (химическая и воздушно-механическая пены, огнетушащие порошки, негорючие сыпучие вещества – песок и т.п., листовые материалы).

Системы тушения пожаров

Системы тушения водой. Вода – традиционное и доступное огнетушащее средство, но отнюдь не универсальное. В ряде случаев применение воды может привести к порче оборудования и зданий. Подача больших масс воды на верхние палубы судов при пожаре создает условия для их опрокидывания.

Ввиду электропроводности воды ее нельзя применять для тушения пожаров в электрических сетях. Воду нельзя использовать для тушения пожаров легковоспламеняющихся жидкостей, щелочных и щелочно-земельных металлов. Малоэффективно использование воды для тушения загораний хлопка, шерсти, угля и т.п. Объясняется это тем, что вода обладает сравнительно большим поверхностным натяжением и плохо проникает внутрь перечисленных материалов.

Тушение пожаров водой предполагает наличие специального оборудования: противопожарного водопровода, пожарных гидрантов, внутренних пожарных кранов, пожарных насосов, противопожарных водоемов, пожарных рукавов со стволами, устройств для забора воды из естественных водоисточников.

В большинстве организаций отдельных противопожарных водопроводов нет, а для тушения пожаров используют обычные хозяйственно-питьевые водопроводы либо естественные водоисточники - реки, озера, пруды. Однако к ним должны быть оборудованы подъезды, площадки для забора воды пожарными автомашинами. Если естественные водоисточники удалены либо отсутствуют, то устраивают искусственные противопожарные водоемы (не менее двух). Во избежание утечек воды дно их покрывают гидроизоляционным материалом. Вместимость противопожарного водоема должна быть достаточной для подачи расчетного объема воды в течение не менее 3 ч. Согласно действующим требованиям минимальный объем воды в противопожарном водоеме должен составлять 50 м³. При использовании мотопомп для подачи воды противопожарные водоемы должны располагаться в радиусе 100-150 м от обслуживаемых зданий, если подача воды обеспечивается автонасосами, то этот радиус увеличивается до 200 м.

Для забора воды из водопроводной сети на наружное пожаротушение используют специальные устройства – гидранты. Их устанавливают вдоль автодорог, улиц, на территории предприятий на расстоянии не более 2,5 м от края проезжей части, но не ближе 5 м от стен зданий. Расстановка пожарных гидрантов на водопроводной сети должна обеспечивать тушение любого обслуживаемого данной сетью здания или сооружения предприятия не менее чем от двух гидрантов при расходе воды на наружное пожаротушение 15 л/с и более и от одного гидранта, если этот расход менее 15 л/с. При этом предполагается, что длина рукавных линий для подачи воды составляет не более 200 м. Пожарные гидранты и пожарные краны не реже чем через каждые 6 мес. должны подвергаться техническому обслуживанию и проверяться на работоспособность путем пуска воды.

Важным моментом в организации системы пожаротушения является определение расчетного расхода воды на тушение. Для этого сначала находят количество одновременно возможных пожаров на предприятии: если территория предприятия не более 150 га, то возможен один расчетный пожар; если она боле 150 га, то возможны два расчетных пожара. Расход воды на тушение одного пожара принимают равным расходу воды на тушение здания, требующего наибольшего расхода. Величина расхода воды на наружное тушение здания зависит от степени его огнестойкости, категории по пожаровзрывоопасности, объема здания, его ширины. При ширине здания до 60 м расход воды в зависимости от указанных выше факторов 10…40 л/с, при ширине более 60 м – 10…100 л/с.

При двух расчетных пожарах на предприятии расход воды принимают суммарно по двум зданиям, требующим наибольшего расхода.

Применение противопожарных стен позволяет уменьшить расчетный расход воды на тушение, так как в этом случае учитывается только часть объема здания, требующая наибольшего расхода воды (между противопожарными стенами).

Расчетный расход воды должен быть в необходимых случаях увеличен с учетом расходов на внутреннее пожаротушение (из внутренних пожарных кранов).

Расчетная продолжительность тушения пожара принята равной 3 ч, для зданий I и II степеней огнестойкости, имеющих категорию пожаровзрывоопасности Г или Д, - 2 ч.

Согласно СНиП 2.04.02-84 допускается не предусматривать водоснабжение для наружного пожаротушения производственных зданий степеней огнестойкости I и II объемом до 1000 м³ категории Д, зданий и складов сгораемых материалов и несгораемых в сгораемой упаковке площадью до 50 м².

Для тушения пожаров на некоторых предприятиях применяют автоматические установки водяного пожаротушения, которые делятся на спринклерные (sprinkle – брызгать, моросить) и дренчерные (drench – мочить, орошать). Особенность дренчерных установок заключается в том, что они служат также для создания водяных завес.

Спринклерные системы должны включаться автоматически при повышении температуры в охраняемом помещении до установленной величины; иметь питание как от специального спринклерного насоса, так и от системы водяного пожаротушения; иметь сигнальное устройство, извещающее о срабатывании системы. Механизмы и оборудование спринклерных систем должны размещаться за пределами защищаемых помещений.

Принцип действия спринклерных систем заключается в том, что при повышении температуры в охраняемом помещении до определенной величины открываются отверстия в специальных оросительных насадках – спринклерах. Под действием давления в трубопроводе вода, проходя спринклер, распыляется на капли, которые орошают защищаемое помещение.

Принципиальная схема спринклерной системы приведена на рис. 3.5

Рис. 3.5. Принципиальная схема спринклерной системы

водяного пожаротушения:

1 – приемный трубопровод; 2,3 – водопитатели; 4 – контрольно-

пусковое устройство; 5 – магистраль; 6 – распределительные трубопроводы;

7 – спринклер; 8 – трубопровод от водопроводной системы

Спринклерные системы могут быть водяными, с трубопроводами, постоянно заполненными водой, и воздушными, с трубопроводами, которые заполнены водой лишь до контрольно-пускового устройства, выполненного в виде воздушно-водяного клапана. За этим клапаном в системе находится сжатый воздух. При пожаре воздух выходит через открывшиеся спринклеры, а система