Одной из ключевых составляющих пожарной безопасности высотных зданий является надежность систем и средств противопожарной защиты. Мы склонны использовать термины «надежность», «избыточность» и «отказоустойчивость» как синонимы, и на самом деле все они являются аспектами нашей общей цели, заключающейся в том, чтобы функции пожарной безопасности работали должным образом в широком диапазоне непредвиденных условий. В этой статье мы рассмотрим надежность систем противопожарной защиты в многоэтажных домах - почему это важно и как этого добиться.

Отправить заявку

Важно понимать, что для обеспечения безопасной среды здания активные и пассивные элементы должны надежно функционировать в неблагоприятных условиях. Это включает три аспекта:

1. Дизайн - включает функции, повышающие надежность.

2. Установка и ввод в эксплуатацию противопожарных систем, чтобы убедиться, что они работают по назначению.

3. Эксплуатация и обслуживание - проверка, тестирование и обслуживание средств пожарной безопасности в течение всего срока службы здания.

В этой статье основное внимание будет уделено конструктивному аспекту надежности.

Почему надежность важна в пожарной безопасности высотных зданий?

Есть несколько уникальных характеристик высотных зданий, которые представляют проблему с точки зрения пожарной безопасности.

1. Если разрешить распространиться за пределы зоны происхождения, неконтролируемый пожар и его последствия могут затронуть большое население здания.

2. Жители высотных зданий находятся далеко от внешних выходов, что требует больших расстояний для эвакуации, что может быть связано с физическими трудностями и может потребовать преодоления пожарного этажа, чтобы добраться до уровня.

3. Тушение пожара должно происходить изнутри здания с использованием узкоспециализированных средств и средств пожаротушения.

Чтобы учесть эти уникальные характеристики, стратегия пожарной безопасности высотных зданий должна включать в себя активные и пассивные функции здания, которые позволяют достичь следующих целей:

1. Управляйте огнем и его воздействием на пол или зону возникновения. 

2. Поддерживать приемлемые условия для пассажиров во время пожара - защищаться на месте

3. Обеспечьте инфраструктуру для облегчения тушения пожара внутри здания.

Результатом этой стратегии пожарной безопасности является очень сложная комбинация активных и пассивных средств противопожарной защиты, отвечающая требованиям обеспечения пожарной безопасности здания. Чтобы эти функции работали должным образом в аварийной ситуации, они должны быть высоконадежными.

Обзор положений строительных норм, касающихся надежности

Большинство строительных норм и правил включают предписывающие требования, которые предназначены для повышения надежности систем противопожарной защиты.  Для проектирования высотных зданий годами развивались строительные нормы и правила, чтобы обеспечить конструктивную огнестойкость, противопожарные пути выхода и системы активного пожаротушения, сигнализации и управления задымлением.

Несколько рекомендаций по повышению надежности средств противопожарной защиты высотных зданий:

1. Повышенная огнестойкость структурного каркаса здания (3-часовая огнестойкая конструкция) и сборок полов (2-часовая огнестойкая конструкция) для увеличения жизнеспособности при длительном пожаре и возможности эвакуации людей.

2. Структурная целостность выходных лестниц и подъёмных путей выдерживает ударные нагрузки в соответствии с нормами и повышает их удобство использования во время пожара.

3. Увеличена прочность сцепления напыленных огнестойких материалов для повышения надежности огнезащиты распылением на стальных конструкционных элементах в неблагоприятных условиях пожара. 

4. Несколько стояков для подачи воды в спринклерные и стояковые системы, а также резервные источники водоснабжения для повышения надежности этих систем для борьбы с пожарами.

5. Дополнительная лестница для выхода, так что если одна лестница используется для операций по тушению пожара, для жителей здания все еще будет доступно достаточное количество выходов.

6. Лифты для эвакуации людей в качестве дополнительной меры для облегчения полной эвакуации из здания в случае необходимости.

Важно понимать, что разные коды безопасности используют разные стратегии для достижения надежности. Примером тому может служить конструкция пожарных насосов. IBC и связанный с ним стандарт NFPA для пожарных насосов включают в себя очень строгие технические требования к конструкции и эксплуатации пожарных насосов, которые предназначены для обеспечения максимальной надежности каждого отдельного пожарного насоса в неблагоприятных условиях. В то же время в IBC или NFPA нет требований к резервным или запасным пожарным насосам на случай отказа основного насоса.

В других международных кодах используется несколько иной подход «+1». Этот подход предполагает единичный отказ и создает избыточность, требуя «+1» сверх минимума, необходимого для работы. Например, резервные пожарные насосы Duty Plus для повышения надежности всей насосной системы или +1 выходная лестница, чтобы, если одна лестница заблокирована, выходов по-прежнему достаточно для эвакуации жителей здания.

Оба подхода предназначены для повышения надежности общей системы противопожарной защиты в здании.

Некоторые передовые практики и решения для повышения надежности

Существует несколько проектных решений для высотных зданий, которые стали передовой практикой, а в некоторых случаях - требованиями. По мере проектирования высотных зданий и разработки стратегии пожарной безопасности каждое здание сравнивается с другими аналогичными зданиями. Таким образом, стратегии продолжают развиваться и совершенствоваться.

Конструктивный дизайн высотных зданий эволюционировал, чтобы включить широкое использование заливной бетонной основной конструкции. Это создает возможность разместить в этом ядре критически важные функции безопасности здания, обеспечивая высочайший уровень защиты этих критических элементов от пожара и других событий. Эта стратегия была быстро принята, и в настоящее время считается лучшей практикой размещать лестницу выхода, пожарный лифт и вестибюль, а также критически важные стояки для обеспечения безопасности жизни для пожаротушения, пожарной сигнализации, аварийной связи и электроснабжения внутри бетонной основной конструкции, когда это возможно.

Подача воды для противопожарной защиты является одним из критических элементов для высотных зданий, поскольку системы активного тушения, контролирующие рост пожара, в значительной степени зависят от надежности водоснабжения, которое эффективно направляет воду на огонь. Во многих местах коммунальные услуги могут быть недостаточными или надежными для обслуживания этих зданий. В некоторых случаях эта проблема решалась путем обеспечения противопожарного водоснабжения внутри здания. Ранним примером этого является здание Цзинь Мао в Шанхае. 88-этажное многофункциональное здание было построено в районе города, где не было достаточной общественной инфраструктуры для его поддержки. В результате проектное решение заключалось в предоставлении специальных резервуаров для воды противопожарной защиты на каждом механическом уровне. Размер каждого бака был рассчитан на подачу воды в оросительные системы в течение 1 часа. 

Третий уровень резервирования был обеспечен путем соединения водоснабжения спринклерной системы как с резервуарами напорной системы (отдельная сеть резервуаров), так и с резервуарами для бытовой воды по всему зданию. Еще одна дополнительная мера по повышению надежности заключалась в разработке спринклерных систем таким образом, чтобы, насколько это возможно, спринклерные системы питались самотеком из расположенного выше резервуара для подачи воды. Это исключает выход из строя пожарного насоса как потенциальное повреждение системы пожаротушения. Этот подход использовался в нескольких высоких зданиях, включая Бурдж-Халифа и Башню Джидды в Джидде, Саудовская Аравия.

Защита людей

Одним из важнейших аспектов безопасности жизни в высотных зданиях является защита людей, находящихся в здании, во время эвакуации. В очень высоких зданиях (более 80 этажей) это становится сложнее, чем просто обеспечение выхода по лестнице. По ряду причин большинство жителей зданий не могут эвакуироваться из высоких зданий по лестнице. В результате была разработана стратегия, основанная на защите жителей на месте и перемещении их только при необходимости. В большинстве высотных зданий защита на месте включает в себя некоторую форму «безопасных зон» или безопасных этажей. Многие кодексы в Азии и на Ближнем Востоке предписывают использование этажей убежищ или зон убежищ. Эти пространства внутри здания спроектированы с таким же уровнем защиты, что и лестница выхода, но предлагают место, где обитатели здания могут отдыхать и, при необходимости, могут быть подготовлены для дальнейшей эвакуации с использованием лестницы выхода или эвакуационных лифтов.

Во многих местах, где этажи убежищ не требуются, вестибюли, соединяющие лифты шаттлов в различных точках здания, часто служат той же цели, обеспечивая безопасную зону для пассажиров во время эвакуации. Вестибюли используются в основном для перемещения большого количества людей, находящихся в здании, во время нормальной работы, поэтому в них обычно достаточно места для размещения больших частей людей, находящихся в здании, во время эвакуации.

Последняя особенность - использование лифтов для эвакуации в высотных зданиях. Признанные в качестве альтернативы дополнительной лестнице для выхода, эвакуационные лифты хорошо подходят для облегчения эвакуации большого количества людей из зданий. Как правило, эвакуационные лифты должны быть снабжены аварийным питанием, чтобы на них можно было положиться в чрезвычайной ситуации, и снабжены средствами связи с пассажирами во время чрезвычайных ситуаций. 

Выводы

Признано, что для высоких зданий выше требуется повышенная надежность критически важных функций пожарной безопасности. Некоторые из них предписаны правилами, основанными на исследовании пожаров в высотных зданиях. По мере увеличения высоты зданий развивались и другие стратегии повышения надежности. Ключ состоит в том, чтобы взглянуть на пожарную безопасность высотных зданий целостно, осознавая, что один размер не подходит всем и что минимальные требования могут не обеспечить желаемый уровень надежности, который здание будет выполнять, как задумано, в широком диапазоне чрезвычайных ситуаций. 

Отправить заявку