ПРОТИВОПОЖАРНЫЕ ПРЕГРАДЫ

Под термином противопожарная преграда традиционно понимается строительная конструкция с нормированным пределом огнестойкости (стена, перегородка, перекрытие), выполненная из негорючих материалов, предназначенная для предотвращения распространения пожара и опасных факторов пожара внутри зданий и сооружений. Значительное дополнение этот термин получил только в 2009 году [3], когда к противопожарным преградам стали относить объемные элементы здания, в первую очередь технические этажи и безопасные зоны, например коридоры, оборудованные системами противодымной вентиляции, и иные инженерные решения: противопожарные и противодымные занавесы, шторы, экраны, а также дренчерные завесы.

Таким образом, под противопожарной преградой понимается любое конструктивное, объемно-планировочное или инженерное решение, препятствующее распространению пожара в течение заданного времени, регламентируемого условиями безопасности.

Различают общие и местные противопожарные преграды.

Наличие конвективного и лучистого теплообмена может вызывать появление новых очагов пожара на определенном удалении от первоначального очага. Явление, сопровождающееся появлением новых очагов пожара без непосредственного контакта с исходным очагом (пламенем), считается объемным распространением пожара. Объемное распространение пожара может произойти в результате нагрева горючих материалов до температуры их самовоспламенения.

Общие противопожарные преграды предназначаются для ограничения объемного распространения пожара в пределах пожарных отсеков или секций.

Линейное распространение пожара характеризуется линейной скоростью распространения фронта пламени по поверхности горючих материалов и конструкций или скоростью увеличения площади пожара. Перечисленные параметры зависят от физико-химических свойств горючих материалов, ориентации их в пространстве и других условий. Ускорению распространения пожара способствует в значительной мере повышение температуры в объеме помещения, которое ускоряет химические процессы, обусловливающие горение.

Местные противопожарные преграды предназначаются для ограничения линейного распространения пожара.

Кобщим противопожарным преградам относятся: противопожарные стены, противопожарные перекрытия, противопожарные перегородки, остекленные противопожарные перегородки с площадью остекления более 25% от площади преграды, противопожарные экраны, противопожарные занавесы, зоны, свободные от пожарной нагрузки, противопожарные разрывы между зданиями и сооружениями, противопожарные водяные завесы.

Кместным противопожарным преградам относятся: бортики, обваловки, кюветы, дренажи, противопожарные пояса, диафрагмы в пустотах конструкций, огнезадерживающие устройства в системах воздуховодов и трубопроводов, козырьки над проемами, разделки и отсечки в фасадных системах, устройства для защиты технологических проемов. Местные противопожарные преграды могут входить в состав общих противопожарных преград — противопожарные двери, ворота, тамбур-шлюзы, люки и др.

В зависимости от способа предотвращения распространения ОФП установлена следующая классификация противопожарных преград [2]:

  • • противопожарные стены;
  • • противопожарные перегородки;
  • • противопожарные перекрытия;
  • • противопожарные занавесы, шторы и экраны;
  • • противопожарные водяные завесы;
  • • противопожарные разрывы;
  • • противопожарные минерализованные полосы.

Наибольшая эффективность применения противопожарных преград достигается при комбинированном применении общих и местных противопожарных преград. Кроме того, эффективность применения противопожарных преград в целом обеспечивается их невозгораемостью, достаточной огнестойкостью и устойчивостью при пожаре, достаточной плотностью и герметичностью для ограничения распространения продуктов горения при пожаре.

Противопожарные стены предназначены для разделения объема здания на пожарные отсеки и имеют предел огнестойкости не менее REI150. Противопожарные стены возводятся на всю высоту здания, сооружения или пожарного отсека и обеспечивают нераспространение пожара в смежный пожарный отсек, в том числе при одностороннем обрушении конструкций здания, сооружения со стороны очага пожара.

По размещению в зданиях противопожарные стены подразделяют на внутренние и наружные. Внутренние противопожарные стены предназначаются для предотвращения распространения пожара между пожарными отсеками. Наружные противопожарные стены

предназначаются для предотвращения пожара между зданиями в специально оговоренных случаях или при несоблюдении противопожарных расстояний между зданиями, сооружениями или строениями.

Противопожарные перекрытия предназначены для разделения здания на пожарные отсеки (REI 150) и ограничения распространения пожара по зданию в вертикальном направлении (REI60,45). Не менее надежной противопожарной преградой, ограничивающей распространение пожара по вертикали (например, в высотных зданиях и комплексах), но более экономичной являются технические этажи. Устройство двух противопожарных перекрытий (REI 60, 45) представляет собой объемную преграду, которая может быть рекомендована во всех случаях, когда появляется необходимость в надежном разделении здания на отсеки по вертикали.

Противопожарные экраны (рис. 3.1) представляют собой устройства, предназначенные для отражения или поглощения лучистой энергии. Лучистая энергия, возникающая при горении веществ и материалов во время пожара, является источником, усиливающим взаимный теплообмен и распространение пожара. Поэтому применение противопожарных экранов способствует ослаблению влияния теплообмена и ограничению распространения пожара.

Противопожарные экраны в виде огнезащитных штор [7]

Рис. 3.1. Противопожарные экраны в виде огнезащитных штор [7]

Кроме противопожарных экранов, отражающих лучистую энергию, применяются теплоотводящие экраны, которые поглощают тепло сами или охлаждают нагретые поверхности (водяные завесы, охлаждаемые водой поверхности и др.).

Противопожарные экраны бывают стационарными и передвижными. Стационарные противопожарные экраны устанавливаются при строительстве или реконструкции и выполняют функции отражателей или поглотителей лучистой энергии при возникновении пожара. К стационарным противопожарным экранам относятся ограждающие конструкции и стационарно установленные водяные завесы. Передвижные или переносные противопожарные экраны применяются достаточно редко. В настоящее время передвижные экраны используются для защиты участников тушения пожара от действия лучистой энергии при пожаре. Это или специальные щиты, легкие и удобные для переноски, или водяные завесы, создаваемые у ствола.

Эффективность действия экранов без теплового сопротивления (лист стали) определяется из следующих условий:

  • • теплообмен излучением происходит между двумя плоскими, параллельными друг другу стенками;
  • • расстояние между стенками бесконечно мало по сравнению с их размерами;
  • • площади поверхностей стенок и противопожарного экрана равны друг другу;
  • • экран представляет собой тонкий лист из металла с высоким коэффициентом теплопроводности, вследствие чего температуры обеих поверхностей экрана считаются одинаковыми;
  • • теплообмен происходит исключительно излучением;
  • • процесс теплообмена принимается стационарным.

Экраны с небольшим коэффициентом излучения рекомендуется устанавливать у электробытовых приборов, что снижает их опасность. При наличии теплового сопротивления эффективность экрана возрастает.

Экран с тепловым сопротивлением

Расчеты показывают, что экран с тепловым сопротивлением около 0,2 (м2 • К)/Вт, установленный между двумя поверхностями с Т{ = 1000 К и Т2 = 300 К, снижает количество излучаемой теплоты до 7% от общего количества теплоты, которое передавалось бы при отсутствии экрана. Это показывает, что подвесные потолки, выполненные из негорючих материалов, могут существенно повысить предел огнестойкости конструкций, к которым они подвешиваются. Поэтому предел огнестойкости перекрытий и покрытий, имеющих подвесные потолки, устанавливается как для единой конструкции.

Следует отметить, что экран в виде кирпичной стены толщиной 12 см, установленный между двумя поверхностями с Тх= 1000 К и Т2 = 300 К, снижает количество излучаемого тепла до 6,8% от общего количества тепла, которое передавалось бы при отсутствии экрана.

Противопожарные шторы предназначены для разделения участков помещений и сооружений на пожарные отсеки или секции в целях локализации пожара и ограничения распространения дыма и продуктов горения, опасных для людей.

Несмотря на короткий срок применения противопожарных штор, новая технология защиты от пожара завоевала популярность и активно используется на многих объектах по всему миру: ими оборудованы производственные и складские помещения, гаражи и автозаправочные станции, различного рода хранилища, вокзалы, метрополитены, театры, музеи, объекты торговли и другие здания и сооружения.

Область применения противопожарных штор:

  • • разделение больших пространств зданий и сооружений на пожарные отсеки или секции;
  • • перекрытие оконных, дверных, лифтовых и других проемов;
  • • ограждение атриумов и эскалаторов;
  • • формирование карманов или резервуаров дыма в подпотолочном пространстве;
  • • защита от воздействия огня близкорасположенных и прилегающих под углом зданий;
  • • защита оборудования повышенной пожарной опасности. Водяные экраны (водяные завесы) относят к поглотительным экранам, так как их эффективность оценивают количеством поглощенной теплоты. В противопожарной защите водяные завесы применяются в комбинации с жесткими экранами для их охлаждения. Существуют водяные завесы для охлаждения противопожарных дверей, занавесов и др., однако в последнее время в связи с особенностями современного строительства возникла необходимость применения водяных завес для замены ими противопожарных преград в тех случаях, когда они не могут быть выполнены по тем или иным причинам.

Различают завесы:

  • • прозрачные,
  • • полупрозрачные,
  • • практически непрозрачные (аэродисперсные).

Водяные завесы, создаваемые спринклерными и дренчерными оросителями, являются прозрачными, так как поглощают лишь 20% энергии, расходуемой на нагревание и испарение воды, и пропускают незначительно уменьшенный лучистый поток (до 80%). Эффективность таких завес достигается при их сочетании с противопожарными шторами и экранами или при значительных расходах воды. Поэтому в качестве самостоятельных противопожарных преград они не могут быть рекомендованы. Водяные завесы устраивают для того, чтобы исключить возможность перехода огня, например, по сгораемым веществам или через расположенные под противопожарной зоной материалы и оборудование путем смачивания, а также для охлаждения жестких преград.

К полупрозрачным относятся цепные завесы (сетчатые) из проволоки, охлаждаемой водой. Защитное действие сетчатых завес из металлической проволоки объясняют тем, что сетка локализует конвективные потоки, а следовательно, и передачу тепла конвекцией. Такие завесы для защиты больших проемов, а тем более замены противопожарных преград могут быть рекомендованы лишь в отдельных случаях.

Непрозрачные (аэродисперсные) водяные завесы могут быть получены при достижении определенной дисперсности водяной струи. Они снижают лучистый поток на 90%. Эффективность таких завес зависит от степени дисперсности воды, ее расхода и толщины завесы. Основные параметры такой завесы применительно к защите рабочих от теплового излучения металлургической промышленности установлены опытным путем, и их можно рассчитать. При крупности частиц от 5 до 20 мк толщину завесы принимают равной 0,82 м.

В настоящее время аэродисперсные завесы и конструкции форсунок разработаны специально для условий на металлургических производствах. Применительно к противопожарным экранам создание аэродисперсных завес нуждается в дополнительной конструктивной разработке и экспериментальной проверке.

Параметры для обычных водяных завес, применяемых для охлаждения жестких экранов

Спринклерные или дренчерные оросители, применяемые для раздробления струи, размещают на расстоянии 2,5 м из расчета подачи

0,5 л/с на 1 м2 орошаемой плоскости или проема. Расход воды через спринклер определяют в зависимости от величины давления перед сплинклером по формуле

где ф — коэффициент расхода через спринклер, равный 0,7—0,8;

/ — площадь поперечного сечения выходного отверстия.

Для спринклерных и дренчерных оросителей водяных завес свободный напор воды применяют 50 кПа (5 м вод. ст.) у оросителя. Приведенные минимальные величины напоров у головок обеспечивают достаточную устойчивость водяной завесы под напором потоков продуктов горения.

Структурная схема типовой дренчерной завесы изображена на рис. 3.2. Специальные оросители для дренчерных завес выпускаются российскими заводами, а также ведущими производителями пожарно-технического оборудования в мире, хотя в отечественной практике часто встречаются случаи проектирования водяных дренчерных завес на оросителях общего назначения.

Схема дренчерной завесы [7]

Рис. 3.2. Схема дренчерной завесы [7]:

  • 7 — специальный дренчер; 2 — ширина проема в противопожарной преграде;
  • 3 — реле потока; 4 — клапан (включение дренчерной завесы автоматически);
  • 5 — кран (включение дренчерной завесы вручную на месте); 6 — прибор управления пожарный; 7 — кнопка дистанционного пуска (включение дренчерной завесы вручную дистанционно)

Дренчерные завесы получили широкое применение в торговоразвлекательных центрах, торговых залах крупных гипермаркетов для деления на пожарные отсеки. Длина проектируемых дренчерных завес, используемых вместо противопожарных стен, на крупных объектах достигает 250 м.

Любая конструкция, в том числе противопожарная, имеет проемы дверные, технологические или коммуникационные; рассматривая конструкцию с точки зрения предотвращения развития и распространения пожара, необходимо обращать внимание на защиту.

Наиболее широкое применение и распространение в зданиях и сооружениях для защиты проемов в противопожарных преградах получили навесные противопожарные двери и ворота. Дверные проемы, защищенные ими, используют в качестве эвакуационных, если устройства для самозакрывания и уплотнения дверей в притворах не препятствуют их открыванию с любой стороны без ключа. Раздвижные, откатные и подъемно-опускные двери и ворота применяют для защиты технологических проемов, проемов в производственных зданиях, проемов в противопожарных стенах, проемов в складских помещениях и сушильных камерах. Раздвижные, откатные и подъемноопускные двери не устраивают на путях эвакуации. Во взрывоопасных помещениях применяют искробезопасные двери, в которых для предупреждения искрения от механических воздействий все трущиеся части, а также кромки полотна защищают латунью или другим цветным металлом. Диапазон материалов изготовления противопожарных дверей и ворот довольно широк — столярная плита с обшивкой сталью, стальной каркас с заполнением негорючей теплоизоляцией, стальная рама с заполнением различными видами огнестойкого стекла.

Кроме дверей и ворот, для защиты проемов в противопожарных преградах применяются тамбур-шлюзы. Тамбур-шлюз — объемная конструкция из противопожарных перегородок, перекрытий и дверей, предназначенная для исключения распространения газовоздушных продуктов пожара из одного помещения в другое.

Ширину тамбур-шлюзов предусматривают более ширины дверных проемов не менее чем на 0,5 м (по 0,25 м с каждой стороны проема), глубину — более ширины дверного или воротного полотна не менее чем на 0,2 м, но не менее 1,2 м.

Тамбур-шлюзы предусматривают в тех случаях, когда, помимо защиты дверных и технологических проемов в противопожарной преграде, требуется обеспечить их надежную газо- и дымонепроницаемость. Для этого в объеме тамбур-шлюзов специальными вентиляционными установками создают избыточное давление (подпор воздуха), равное 20 Па.

Для защиты технологических и коммуникационных проемов в противопожарных преградах применяются люки, клапаны и другие технические устройства, обеспечивающие нераспространение пожара.

Защита отверстий и проемов может ограничиваться простыми решениями в виде плотной заделки швов и щелей раствором или специальным составом (герметик) и заканчиваться сложными инженерными решениями и сооружениями, например для защиты конвейерных проемов.

В местах пересечения противопожарных преград каналами, шахтами и трубопроводами для транспортирования веществ и материалов, за исключением каналов систем противодымной защиты, предусматриваются автоматические устройства, предотвращающие распространение продуктов горения по каналам, шахтам и трубопроводам.

Особое место в защите проемов занимает противопожарный занавес на культурно-зрелищных предприятиях — мощная стальная конструкция, защищенная со стороны сцены негорючей теплоизоляцией весом в несколько десятков тонн. Противопожарный занавес предназначен для защиты портального проема в противопожарной стене, отделяющей глубинную колосниковую сцену (сценический комплекс) от зрительного зала (зрительский комплекс).

Местные противопожарные преграды подразделяются на:

• ограничивающие розлив жидкостей, по поверхности которых может распространяться пламя:

бортики,

обваловки,

стенки,

кюветы,

дренажи;

• ограничивающие распространение пожара по поверхности строительных конструкций:

пояса, козырьки, гребни и др.;

• ограничивающие распространение пожара по пустотам конструкций:

диафрагмы.

Местные противопожарные преграды являются эффективными в течение сравнительно небольшого времени: пока не наступит момент объемного распространения пожара.

Ограничение розлива жидкостей (бортики,об- в а л о в к и). Первоначальным источником розлива жидкостей является авария, возникающая в результате нарушения режима ведения технологического процесса. При этом разлившаяся горючая жидкость или ЛВЖ может воспламениться. При горении площадь поверхности, по которой распространяется пламя, быстро увеличивается, если нет ограничений, пожар принимает большие размеры до прибытия пожарных подразделений. Если пожар возникает в здании, жидкость может залить весь пол в пределах пожарного отсека или секции, а в многоэтажных зданиях возможен розлив жидкостей в пределах нескольких этажей. Кроме того, розлив жидкостей и распространение пожара возможны по различным каналам, предназначенным для прокладки коммуникаций.

Ограничение распространения пожара по конструкциям (гребни, пояса, диафрагмы). Для ограничения распространения пожара по наружным поверхностям конструкций из горючих материалов, а также по конструкциям из негорючих материалов, но имеющих горючую отделку, облицовку, заполнение или теплоизоляцию, предусматривают гребни, пояса и диафрагмы. Гребни чаще всего являются продолжением противопожарных стен и перекрытий. Поэтому гребни могут быть как вертикальными, так и горизонтальными. В отдельных случаях устраивают местные горизонтальные гребни-козырьки, чаще всего над входами в помещение, где хранятся горючие вещества и материалы, для отклонения потоков продуктов горения.

При проектировании многофункциональных высотных зданий и комплексов для предотвращения распространения пожара по фасадам предусматривают в уровне противопожарных перекрытий использование козырьков и выступов шириной не менее 1 м из негорючих материалов.

В ряде случаев ограничение распространения пожара по покрытиям и стенам достигается устройством поясов, которые представляют собой негорючую вставку в конструкцию из горючих материалов. Устройство поясов в покрытиях с горючим утеплителем и кровлями считается рациональным в том случае, когда они дополняются противопожарными стенами. В противном случае пожар распространяется внутри здания, обходя пояса.

В зданиях холодильников, где теплоизоляция стен выполняется из горючих материалов, для ограничения распространения пожара по конструкциям применяют так называемые пояса из негорючей теплоизоляции.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >