ВКР (Выпускная квалификационная работа) по пожарной безопасности на тему Пожарная безопасность административных зданий на примере АО Якутагропромпроект

ВВЕДЕНИЕ
Одним из самых распространенных и опасных факторов является пожар. От пожара страдают материальные ценности, а также от действия пожара могут пострадать люди. Обеспечение пожарной безопасности является одной из важ-нейшей задачи государства, управлений предприятий и организаций в целом.
Пожарная опасность и огнестойкость конструкций – базовые показатели, определяющие устойчивость строительных объектов при пожаре. Пожарная опасность объектов – это способность материалов и конструкций зданий и сооружений воспламеняться, распространять пламя по своей поверхности, гореть, выделять токсичные продукты горения.
«Пожарная безопасность - состояние объекта противопожарной защиты, при котором значения всех пожарных рисков не превышают их допустимых уровней»..
Различные здания и сооружения по-разному ведут себя при пожарах. Одни из них хорошо сопротивляются опасным факторам пожара, при воздействии пожара сохраняют свою конструктивную целостность, и функциональное назна-чение в течение времени, достаточного для эвакуации, спасения людей, ликвида-ции пожара и его последствий. Другие здания и сооружения при пожарах быстро утрачивают свою конструктивную целостность (вплоть до прогрессирующего обрушения), теряют способность выполнять свое функциональное назначение.
При наличии в строительных конструкциях пожароопасных элементов их пожароопасные свойства (в дополнение к пожаровзрывоопасным свойствам веществ и материалов, которые находятся в помещениях зданий (сооружений)) будут способствовать увеличению пожарной опасности здания или сооружения в целом. Это может выражаться в существенном увеличении продолжительности пожара, интенсификации действия его опасных факторов: температуры среды, концентрации токсичных продуктов горения и др., способствовать распростране-нию пожара, увеличивая ущерб от него, и привести к тяжелым человеческим жертвам.
Проблема обеспечения достаточной целостности и соответствия функцио-нальному назначению зданий и сооружений в условиях пожара является одной из важнейших и сложнейших проблем в области пожарной безопасности.
По сведениям о чрезвычайных происшествиях (ЧС) в 2020 году по Дальне-восточному округу произошло 15 технологических ЧС, при этом погибло 11 человек, пострадало 1355 человек, материальный ущерб составил 4,9 трлн. рублей. В их числе в Якутии произошло 2 технологических ЧС, погибло 2 человека, ущерб составил 11,23 млн. рублей. Ущерб от ЧС в 2021 году превы-сить прошлогодний ущерб. В стране произошло 360 ЧС, что на 14 процентов больше, чем в 2020 году. Погибли 500 человек, еще 65 тысяч человек получили различные травмы, что также больше, чем в прошлом году. Для обеспечения защиты объектов с массовым пребыванием людей следует больше уделять внимание развитию систем раннего сообщения о пожаре и автоматического пожаротушения, оптимизации размещения пожарных частей или их отдельных постов и т.д.
В связи с тем, как показывает статистика, число пожаров в России с каждым годом растет, рассмотрение пожарной безопасности административных зданий (на примере АО "Якутагропромпроект"), является актуальной проблемой.
Цель выпускной квалификационной работы: исследование и прогнозные вероятностные оценки пожарного риска, расчет времени эвакуации людей из административного здания.
Задачи работы:
- провести литературный обзор по вопросам состояния проблем обеспечения пожарной безопасности в общественных и административных зданиях и оценки дать характеристику объекта защиты АО "Якутагропромпроект", и оценить мероприятия объекта защиты по пожарной безопасности;
- рассчитать время эвакуации, время блокирования путей эвакуации опасны-ми факторами пожара и индивидуальный пожарный риск для сценариев с наихудшими условиями пожара;
- выполнить расчет требуемого расхода воды на защиту здания.

1. УСЛОВИЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В

АДМИНИСТРАТИВНЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЯХ

Одним из самых распространѐнных и опасных факторов является пожар. От пожара страдают материальные ценности, а также от действия пожара могут пострадать люди. Обеспечение пожарной безопасности является одной из важ-нейшей задачи государства, управлений предприятий и организаций в целом.
Для того чтобы обеспечить безопасность какого-то объекта защиты нужно уметь противостоять угрожающим ему опасностям. Для борьбы с пожарами их предотвращения и раннего обнаружения, люди применяют технические средства, такие как автоматическая пожарная сигнализация и системы оповещения людей о пожаре. Помимо технических средств, разрабатывая и нормативные документы, со временем собралась статистика, возникновения и последствий пожаров, проведен учет количества пострадавших. Для борьбы с пожарами их предотвра-щения и раннего обнаружения. Поэтому одной из самых насущных проблем нашего времени является разработка и определение качественных методов тушения пожаров.
В современном мире проблема частого возникновения пожаров требует ужесточения существующих норм и принятия новых норм, обеспечивающих максимальное безопасное присутствие людей в учреждениях безопасности [1].
В случае пожара всегда существует риск получения травмы или смерти че-ловека. Как правило, увеличение числа людей, погибших в результате пожара, связано с пожарной опасностью (ОФП), из которых 71,2% связаны с дымом. В связи с этим обеспечение пожарной безопасности является одной из основных функций государства. Предотвращение пожара, обеспечение безопасности людей и защита имущества в случае пожара является основной целью системы противо-пожарной защиты [2].
Иметь систему обеспечения пожарной безопасности должен каждый объект.
Формирование и развитие противопожарных требований происходит на ос-нове анализа реальных и потенциальных пожаров, масштабов материального ущерба, возможной гибели людей, а также учета основных факторов, влияющих на эти показатели.
1.1 Обеспечение пожарной безопасности

Каждое учреждение должно иметь систему противопожарной защиты. Си-стема пожарной безопасности, комплекс сил и средств, а также правовые, органи-зационные, экономические, социальные, научно-технические меры по предотвра-щению пожаров, тушению и проведению аварийно-спасательных мероприятий. Все лица, участвующие в обеспечении пожарной безопасности в соответствии с законодательством Российской Федерации, являются элементами системы пожар-ной безопасности. К ним относятся юридические лица, органы местного само-управления, государственные органы, организации, независимо от формы собственности [3].
На рисунке 1 приведена статистика пожаров в зависимости от вида объекта.

Рисунок 2 - Пожары по видам объекта

Как вино из рисунка, количество пожаров, приходящих на административ-ные здания составляет 2 процента от общего числа, на объекты жилого сектора – 67%.
По статистике, в зданиях общественно-административных учреждений каж-дый год происходит примерно 2 тысячи пожаров. Основная причина пожаров – неосторожное обращение с огнем (в частности, курение) – 36,5% , нарушение правил устройства и эксплуатации электроустановок – электроотопительных приборов, оргтехники и т.п.- 32,4% . В условиях нечестной конкурентной борьбы возможен также поджог – 10,2% . [4].
Наиболее характерные места возникновения пожара в зданиях администра-тивного назначения представлены на рисунке 2.


Рисунок 2 - Характерные места возникновения пожара
Для появления очага пожара необходима горючая среда, а также опреде-ленные внешние условия, способствующие появлению и развитию горения. К одному из таких условий следует отнести наличие инициирующего фактора. Очаг пожара чаще всего возникает при самопроизвольном появлении локального источника возгорания в пожароопасной среде или при внесении его туда извне.
К локальным инициирующим пожар источникам можно отнести, например, искры от некачественного электроконтакта, горящую спичку или сигарету, перегрев работающих электроприборов и т.п. Другими важными условиями развития пожара являются наличие достаточного количества воздуха, обогащен-ного кислородом (окислителем), а также характер и условия размещения горюче-го материала.
Рассмотрим упрощенную модель развития очага пожара, продуктами горе-ния в котором являются наиболее распространенные в реальных условиях офиса целлюлозосодержащие и полимерные материалы. Для древесины свойственно горение, начинающееся с тления и сопровождающееся при термическом распаде значительным выделением дыма. Под действием тепловых потоков дым разно-сится в окружающее пространство. При дальнейшем развитии очага пожара, повышении локальной температуры в нём начинают выделяться горючие газы, появляется открытое пламя. Выделяемые аэрозольные продукты в этот период, в основном, сгорают, поэтому количество выделяемого дыма уменьшается.
На рисунке 3 представлено графическое изображение основных этапов раз-вития пожара в помещении.
В развитии пожара в помещении обычно выделяют три стадии:
- начальная стадия – от возникновения локального неконтролируемого очага горения до полного охвата помещения пламенем; при этом средняя темпе-ратура среды в помещении имеет невысокие значения, но внутри и вокруг зоны горения температура такова, что скорость тепловыделения выше скорости отвода тепла из зоны горения, что обусловливает самоускорение процесса горения;

Рисунок 3 - Развитие пожара в помещении
- стадия полного развития пожара – горят все горючие вещества и материа-лы, находящиеся в помещении; интенсивность тепловыделения от горящих объектов достигает максимума, что приводит и к быстрому на-растанию темпера-туры среды помещения до максимальных значений;
- стадия затухания пожара – интенсивность процесса горения в помещении снижается из-за расходования находящейся в нем массы го-рючих материалов или воздействия средств тушения пожара.
Сначала поток горячих газов поднимается до потолка (I). Затем происходит его растекание в радиальных направлениях в подпотолочном пространстве (II). И, наконец, после достижения потоком стен помещения происходит накопление газовоздушной смеси под потолком (III).
Высокая температура при пожаре, несомненно, является поражающим фак-тором, но далеко не самым опасным. По статистике, основная причина гибели людей – действие продуктов горения (почти 80%), на долю действия высокой температуры приходится только немногим более 10%. Состав и количественное содержание продуктов газовыделения при пожаре зависят, главным образом, от природы материала и от условий горения.
Нагревание древесины до температуры 110о С приводит к испарению из нее влаги, а при более высокой температуре (150-200о С) начинается разложение с выделением, в основном, паров воды и углекислого газа. При температуре свыше 200о С выделяемые газообразные продукты содержат значительное количество окиси углерода, водород и различные углеводороды, прежде всего метан. Максимальное выделение летучих веществ, в том числе и газообразных, проис-ходит при температуре 270-450о С. Превращение при термическом разложении древесины в уголь приводит к уменьшению газовыделения, при этом образую-щийся древесный уголь является катализатором, способствующим отделению водорода от некоторых органических веществ с образованием ароматических углеводородов. Всего при пиролизе древесины образуется более 350 индивиду-альных веществ, большинство из которых находится в газообразном или летучем состоянии.
Полимеры при воздействии во время пожара высоких температур также разлагаются, при этом выделяемые газообразные продукты имеют в основе вещества с относительно небольшой молекулярной массой: Н2, СО, С2Н4, С2Н6, СН4, СО2, О2, НСN и т.д.. Наиболее часто образующимися, сильно токсичными и потому потенциально опасными для человека газообразными продуктами термического разложения и горения являются оксиды углерода, сернистый газ, хлороводород, окислы азота, хлор, альдегиды и цианистый водород.
Исследованиями отечественных и зарубежных ученых установлено:
- максимальная температура, кратковременно переносимая человеком в су-хой атмосфере, составляет 149 °С;
- во влажной атмосфере вторую степень ожога вызывало воздействие тем-пературы 55 °С в течение 20 с и 70 °С – в течение 1 с;
- плотность лучистых тепловых потоков 3 500 Вт/м2 вызывает практически мгновенно ожоги дыхательных путей и открытых участков кожи;
концентрации токсичных веществ в воздухе приводят к летальному исходу:
- 1,0 % окиси углерода (СО) – за 2–3 мин;
- 5 % двуокиси углерода (СО2) – за 5 мин;
- 0,005 % цианистого водорода (HCN) – практически мгновенно;
- при концентрации хлористого водорода HCl 0,01–0,015 % останавливает-ся дыхание;
- при снижении концентрации кислорода в воздухе с 23 до 16 % ухудшают-ся двигательные функции организма, и мускульная координация нарушается до такой степени, что самостоятельное движение людей становится невозможным;
- снижение концентрации кислорода до 9 % приводит к смерти через 5 мин.
Совместное действие некоторых факторов усиливает их воздействие на ор-ганизм человека (синергический эффект). Так, токсичность окиси углерода увеличивается при наличии дыма, влажности среды, снижении концентрации кислорода и повышении температуры. Синергический эффект обнаруживается и при совместном действии двуокиси азота и понижении концентрации кислорода при повышенной температуре, а также при совместном воздействии цианистого водорода и окиси углерода.
Особое воздействие на людей оказывает дым, который представляет собой смесь несгоревших частиц углерода с размерами частиц от 0,05 до 5,0 мкм. На этих частицах конденсируются токсичные газы. Поэтому воздействие дыма на человека также имеет, по-видимому, синергический эффект.