МДС 21-3.2001 => Здание общественного назначения. Здание банка. Цех экстракции маслоэкстракционного производства.

ЗДАНИЕ ОБЩЕСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ

 

Административный корпус представляет собой 4-этажное здание с подвалом.

Площадь застройки здания - 1342 м². Общая развернутая площадь здания - 5368 м².

Конструктивное решение здания следующее:

фундаменты - бутовые ленточные;

наружные и внутренние стены - кирпичные, перегородки кирпичные и гипсолитовые, наружные стены облицованы плитками из ракушечника;

перекрытия - железобетонные;

кровля - рубероидная по железобетонным плитам.

Здание отвечает II степени огнестойкости по СНиП 2.01.02-85*.

Планировочное решение здания представляет собой набор административных и бытовых помещений, имеющих выходы в общие коридоры, ведущие в вестибюль и в лестничные клетки.

Объемно-планировочные и конструктивные решения, отраженные в эскизном проекте, отвечают требованиям СНиП 2.01.02-85* «Противопожарные нормы» и СНиП 2.08.02-89* «Общественные здания и сооружения».

Для внутреннего пожаротушения в здании имеется противопожарный водопровод.

Наружное пожаротушение предусматривается от гидрантов городской водопроводной сети.

Выполненное в соответствии с Методикой натурное обследование позволило сделать следующие заключения по основным характеристикам пожарной опасности объекта.

Отступлений от проектного решения в конструктивном решении здания при натурном обследовании не обнаружено.

Внешний осмотр несущих и ограждающих строительных конструкций позволяет сделать вывод об их удовлетворительном состоянии.

В здании выполнено устройство подвесных потолков в общих коридорах. За подвесными потолками размещена электропроводка.

Здание оснащено первичными средствами пожаротушения.

Здание оборудовано автоматической пожарной сигнализацией.

Статистическая величина вероятности возникновения пожара для административного здания составляет 5х10^-6 1/м² в год.

Пожарная нагрузка в конторских помещениях здания является однородной и состоит из деревянной мебели, бумаги в стопках, рулонах, на стеллажах, оргтехники. Конструктивную пожарную нагрузку составляют обрешетка чердака, заполнения проемов, отделка стен, полы, электропроводка.

В результате обследования здания и расчетов составлена сводная таблица с указанием величины пожарной нагрузки в помещениях.

 

№ п.п.	Наименование помещений	Пожарная нагрузка, МДж/м2
1	Конторские помещения	500-600
2	Бытовые помещения	250
3	Архив	1100
4	Складские помещения	900
5	Конференц-зал	400
6	Столовая	250
7	Спортивный зал	250

 

В процессе эксплуатации объекта в течение его срока функционирования возможно возникновение загораний, которое или ликвидируется, или переходит из начальной стадии в развитой пожар. В существующем здании возможны следующие случаи:

возникшее загорание ликвидируется первичными средствами пожаротушения, площадь пожара не более 4 м²;

загорание обнаруживается системой автоматической сигнализации, сигнал о пожаре поступает в пожарную охрану и за время до 15 мин пожарные подразделения приступают к началу тушения до развития пожара на большой площади;

автоматическая пожарная сигнализация не срабатывает по какой-либо причине, пожарные подразделения прибывают после развития пожара на значительной площади.

Определяем составляющие математического ожидания годовых потерь для административно корпуса

М(П₁) = 5 х 10^-6 х 5368 х 1340 (1 + 0,9) 0,79 = 215,9 руб.

Математическое ожидание годовых потерь от пожаров, потушенных подразделениями пожарной охраны, прибывшими по сигналу системы автоматической пожарной сигнализации и начавшими тушение в течение 15 мин, рассчитываем по формуле

м².

При своевременном прибытии подразделений пожарной охраны в пределах 15 мин принимаем условие, что развитие пожара возможно в пределах одного помещения или между помещениями, разделенными перегородками с пределом огнестойкости не более 0,25 ч. Обрушения основных строительных конструкций в здании II степени огнестойкости не происходит, возможен только переход пожара в смежное помещение. Площадь пожара в этом случае определяется линейной скоростью горения и временем до начала тушения.

Рассчитываем величину годовых потерь:

М(П₂) = 5 х 10^-6 х 5368 х 2680 х 176,6 х 0,52 (1 + 0,9) (1 - 0,79) 0,95 = 2503,9 руб.

Возможность разрушения основных строительных конструкций в зоне пожара определяется исходя из сравнения эквивалентной продолжительность пожара t_экв с пределами огнестойкости конструкций П, находящихся под его воздействием.

Исходя из экспертной оценки, учитывая однородность вида горючих веществ и материалов, наихудшим вариантом развития пожара принимается пожар в одном из помещений, в котором содержится наибольшее количество пожарной нагрузки - 1100 МДж/м².

В помещении возможен объемный пожар, регулируемый вентиляцией.

Рассчитываем продолжительность пожара по формуле

ч.

По графику рис. 6 в зависимости от продолжительности пожара и проемности помещения определяем эквивалентную продолжительность пожара для конструкций перекрытия. Она составляет 1,8 ч. Предел огнестойкости перекрытия здания II степени огнестойкости составляет 0,75 ч. Следовательно t_экв > П₀ и в результате пожара возможно обрушение перекрытия и переход горения с этажа на этаж.

Предполагается, что в течение 30 мин происходит свободное развитие пожара по площади, после чего прибывшие подразделения пожарной охраны локализуют горение, однако еще через 15 мин пожара происходит обрушение перекрытий.

В результате свободного горения в течение 30 мин площадь горения при неблагоприятном сценарии пожара, с учетом перехода горения в смежные помещения и с учетом возможного обрушения конструкций перекрытия через 45 мин и распространения горения по площади второго этажа, составит:

м².

Для описанного варианта развития пожара величина ожидаемых годовых потерь составит:

М(П₃) = 5 х 10^-6 х 5368 х 2680 х 916,5 (1 + 0,9) [1 - 0,79 - (1 - 0,79) 0,95] = 1252,5 руб.

Таким образом, математическое ожидание годовых потерь от пожаров на объекте составит:

М(П) = 215,9 + 2503,9 + 1252,5 = 3972,3 руб.

Полученные результаты расчета приемлемы при условии оборудования всех пожароопасных помещений системой автоматической пожарной сигнализации и при ее надежной работе.

Однако возможны ситуации при нерабочем состоянии системы автоматической пожарной сигнализации. В этом случае сообщение о возникновении пожара в пожарную часть может произойти после его распространения на значительной площади при прибытии подразделений пожарной охраны через 30 мин. Площадь пожара в этом случае составит:

м².

С учетом этого ожидаемые годовые потери от таких пожаров составят:

М(П₂) = 5 х 10^-6 х 5368 х 2680 х 706,5 х 0,52 [(1 + 0,9) (1 - 0,79) 0,95] = 10016,8 руб.;

М(П₃) = 5 х 10^-6 х 5368 х 2680 х 916,5 (1 + 0,9) [1 - 0,79 - (1 - 0,79) 0,95] = 1252,6 руб.

Общие ожидаемые годовые потери составят:

М(П) = 215,9 + 10016,8 + 1252,6 = 11485,3 руб.

Рассчитываем значение показателя уровня пожарной опасности для административного здания. Для существующего состояния здания:

Y_п.о = 3972,3 / 14386240 = 2,7 коп/100 руб.

При нерабочем состоянии системы автоматической пожарной сигнализации:

Y_п.о = 11485,3 / 14386240 = 8,0 коп/100 руб.

 

ЗДАНИЕ БАНКА

 

Здание банка представляет собой 3-этажный корпус с подвалом.

Общая развернутая площадь здания - 1307 м².

Конструктивное решение здания следующее:

фундаменты - бутовые ленточные;

наружные и внутренние стены - кирпичные и деревянные;

перекрытия и покрытие - деревянные оштукатуренные.

Здание отвечает III степени огнестойкости по СНиП 2.01.02-85*. В соответствии с ВНП 001-95 здание банка должно быть не ниже II степени огнестойкости.

Планировочное решение здания представляет собой набор административных и бытовых помещений, имеющих выходы в общие коридоры, ведущие в вестибюль и в лестничные клетки.

В подвале здания находятся мастерская, котельная.

На первом и втором этажах расположены служебные помещения.

На третьем антресольном этаже расположены кладовые помещения и зал с вычислительной техникой.

Объемно-планировочные и конструктивные решения должны отвечать требованиям СНиП 2.01.02-85* «Противопожарные нормы», СНиП 2.08.02-89* «Общественные здания и сооружения» и ВНП 001-95 «Здания учреждений Центрального банка Российской Федерации».

Для внутреннего пожаротушения в здании имеется противопожарный водопровод, обеспечивающий расход воды 2,5 л/с.

Наружное пожаротушение предусматривается от гидрантов городской водопроводной сети с расходом 60 л/с.

Выполненное в соответствии с Методикой натурное обследование позволило сделать следующие заключения по основным характеристикам пожарной опасности объекта.

В здании имеется частичное изменение функционального назначения некоторых помещений.

Внешний осмотр несущих и ограждающих строительных конструкций позволяет сделать вывод об их удовлетворительном состоянии. В некоторых местах отделка и облицовка стен не позволяют определить состояние основной конструкции.

В некоторых общих коридорах имеется горючее покрытие пола.

Здание оснащено первичными средствами пожаротушения.

Здание оборудовано автоматической пожарной сигнализацией, выполненной в соответствии с проектом. Проектом предусмотрена установка системы сигнализации во всех пожароопасных помещениях подвала, 1-го, 2-го и 3-го этажей.

Часть здания, в которой выполнено изменение функционального назначения помещений, является неэксплуатируемой и не полностью оснащенной средствами пожаротушения.

Системы автоматического пожаротушения для кладовых ценностей, помещения вычислительного центра не предусмотрено.

Рассчитанная величина вероятности возникновения пожара для здания составляет 5х10^-6 1/м² в год.

Как показало обследование, пожарная нагрузка в помещениях здания является однородной и состоит из деревянной мебели, бумаги в стопках, рулонах, на стеллажах, оргтехники. Конструктивную пожарную нагрузку составляют деревянные перекрытия, деревянные стены, заполнения проемов, отделка стен, полы, электропроводка.

В результате обследования здания и расчетов составлена сводная таблица с указанием величины пожарной нагрузки в помещениях.

 

№ п.п.	Наименование помещений	Пожарная нагрузка, МДж/м2
1	Офисные и обслуживающие помещения	500-600
2	Вспомогательные и бытовые помещения	250
3	Архив	2500
4	Складские помещения	900
5	Конференц-зал	400
6	Зал вычислительной техники	650
7	Котельная	250
8	Мастерская	700

 

Кроме функциональной пожарной нагрузки, конструктивная пожарная нагрузка составляет 850 МДж/м².

Административное здание состоит из небольших помещений и вид пожара в них может быть определен расчетом. Распространение пожара за пределы помещений возможно в результате горения горючих конструкций или достижения предела огнестойкости ограждающими конструкциями.

В случаях тушения пожара первичными средствами или прибывшими по сигналу автоматической пожарной сигнализации подразделениями пожарной охраны, очевидно, развитие пожара происходит только в пределах одного помещения или на площади этажа. Однако при отказе этих средств возможен третий сценарий пожара. В этом случае после развития пожара по площади существует вероятность перехода горения на вышележащие этажи, в смежные помещения. Переход горения может произойти в результате горения и обрушения междуэтажных перекрытий.

Определяем составляющие математического ожидания годовых потерь для здания банка. Стоимость 1 м²- 9000 руб.

М(П₁) = 5 х 10^-6 х 1307 х 4500 х 4 (1 + 0,9) 0,46 = 102,7 руб.

При своевременном прибытии подразделений пожарной охраны в пределах 10 мин принимаем условие, что развитие пожара возможно в пределах одного помещения или между помещениями, разделенными перегородками. Обрушения основных строительных конструкций в здании III степени огнестойкости при своевременном начале тушения пожара не происходит, возможно только распространение пожара на этаже на площади 450 м².

Рассчитываем величину годовых потерь при распространении пожара по этажу:

М(П₂) = 5 х 10^-6 х 1307 х 9000 х 450 х 0,52 (1 + 0,9) (1 - 0,46) 0,95 = 13414 руб.

Исходя из экспертной оценки, учитывая однородность вида горючих веществ и материалов, наихудшим вариантом развития пожара принимается пожар в одном из помещений, в котором содержится наибольшее количество пожарной нагрузки - 2500 МДж/м². Учитывая, что строительные конструкции зданий III степени огнестойкости защищены деревянными конструкциями и составляют дополнительную горючую нагрузку, при свободном развитии пожара распространение пожара происходит по всему зданию.

Для описанного варианта развития пожара величина ожидаемых годовых потерь составит:

М(П₃) = 5 х 10^-6 х 1307 х 9000 х 1307 (1 + 0,9) [1 - 0,46 - (1 - 0,46) 0,95] = 4294 руб.

Таким образом, математическое ожидание годовых потерь от пожаров на объекте составит:

М(П) = 102,7 + 13414 + 4294 = 17811 руб.

Полученные результаты расчета приемлемы при условии оборудования всех пожароопасных помещений системой автоматической пожарной сигнализации и при ее надежной работе.

Однако возможны ситуации при нерабочем состоянии системы автоматической пожарной сигнализации, возникновении пожара в помещениях, не оборудованных системой пожарной сигнализации или в помещениях, в которых отсутствуют требуемые по нормам установки автоматического тушения пожара. В этом случае сообщение о возникновении пожара в пожарную часть может произойти после его распространения на значительной площади до прибытия подразделений пожарной охраны.

С учетом этого ожидаемые годовые потери от таких пожаров составят:

М(П₂) = 5 х 10^-6 х 1307 х 9000 х 1307 х 450 х 0,52 (1 + 0,9) (1 - 0,46) 0,95 = 38962 руб.

М(П₃) = 5 х 10^-6 х 1307 х 9000 х 1307 (1 + 0,9) [1 - 0,46 - (1 - 0,46) 0,95] = 4294 руб.

Общие ожидаемые годовые потери составят:

М(П) = 102,7 + 38962 + 4294= 43359 руб.

Рассчитываем значение показателя уровня пожарной опасности для здания банка. При рабочем состоянии системы автоматической пожарной сигнализации:

Y_п.о = 17811 / 11765700 = 15,1 коп/100 руб.

При нерабочем состоянии системы автоматической пожарной сигнализации:

Y_п.о = 43359 / 11765700 = 36,8 коп/100 руб.

Расчеты показывают, что в здании банка III степени огнестойкости в случае возникновения пожара возможен большой материальный ущерб даже при оборудовании всего здания системой автоматической пожарной сигнализации. В случае дальнейшего размещения в этом здании банка может быть рекомендовано выполнение работ по реконструкции здания и замене деревянных конструкций перекрытия на конструкции, отвечающие требованиям зданий II степени огнестойкости.

 

ЦЕХ ЭКСТРАКЦИИ МАСЛОЭКСТРАКЦИОННОГО ПРОИЗВОДСТВА

 

Цех экстракции представляет собой 4-этажное здание II степени огнестойкости.

Площадь этажа здания составляет 636 м².

Категория взрывопожарной опасности здания - А.

Каркас здания - сборный железобетонный.

Здание имеет несущие стены из сборных железобетонных панелей и кирпичные перегородки.

Перекрытие - сборные железобетонные конструкции.

Четвертый этаж - однопролетный, перекрытый сборными железобетонными конструкциями.

Кровля - рубероидная.

Полы - бетонные и метлахская плитка.

Взрывобезопасность здания обеспечивается за счет наличия легкосбрасываемых конструкций, функцию которых выполняют оконные проемы.

Объемно-планировочные и конструктивные решения здания выполнены в соответствии с требованиями нормативных документов.

Здание оборудовано установкой автоматического пожаротушения, первичными средствами пожаротушения и передвижными устройствами для их транспортирования.

В здании имеется внутренний пожарный водопровод.

Маслоэкстракционные производства являются взрыво- и пожароопасными. Это объясняется как свойствами растворителей, так и характеристиками технологического процесса. Находящееся в обороте большое количество растворителя в результате утечек через неплотности аппаратуры может образовывать горючие и взрывоопасные смеси.

Наиболее опасными свойствами обладают растворители, применяемые для экстракции (бензин, дихлорэтан, гексан).

Сырье, полуфабрикаты, готовая продукция и отходы предприятия также весьма опасны.

Причинами возникновения пожара могут послужить следующие явления:

- тепловые проявления электрического тока при коротком замыкании, больших переходных сопротивлениях, замыкании и размыкании пусковых устройств из-за неисправностей или небрежной эксплуатации сетей, электродвигателей и аппаратуры;

- разряды статического электричества, достаточные для взрыва бензо- или пылевоздушных смесей, которые образуются при: движении шрота, жмыховой крупки и пыли в пневмоустройствах по самотечным и аспирационным трубам; перекачке экстракционного бензина и мисцеллы по трубам, а также при сливоналивных операциях; работе ременных передач и резиновых конвейерных лент;

- самовозгорание способных к этому горючих материалов;

- трение с выделением тепла;

- искры механического происхождения.

Функциональная пожарная нагрузка в производственных помещениях состоит из горючих материалов и легковоспламеняющихся жидкостей, находящихся в технологическом оборудовании. В цехе в обороте в технологическом процессе находится большое количество растворителей и полуфабрикатов. Количество их может достигать нескольких тонн. В результате утечек через неплотности аппаратуры в производственных помещениях могут образовываться горючие и взрывоопасные смеси паров растворителя с воздухом.

Анализ пожарной опасности цехов экстракции показывает, что в цехе экстракции велика опасность взрыва и причиной пожаров в основном становится взрыв, который происходит в результате нарушения правил техники безопасности и режимных противопожарных требований эксплуатации технологического оборудования.

Сценарии возможных пожаров в цехе экстракции могут быть описаны следующими вариантами.

1. Система автоматического пожаротушения находится в нерабочем состоянии, после взрыва происходит распространение горения в объеме помещения; пожар обнаруживается автоматической системой обнаружения пожара, сигнал о пожаре передается на приемное устройство, подразделения пожарной охраны вызываются персоналом с помощью телефонной связи.

2. Системы автоматического пожаротушения и сигнализации находятся в рабочем состоянии, тушение пожара производится автоматической системой пожаротушения, автоматически подается сигнал на приемный пункт связи с пожарной частью.

3. Системы автоматического пожаротушения и сигнализации оказываются неэффективными или не срабатывают. После взрыва происходит распространение пожара по зданию. Тушение осуществляется подразделениями пожарной охраны, прибывшими по вызову персонала.

При прибытии подразделений пожарной охраны в течение 5 мин до окончания начальной стадии пожара t_нсп принимаем условие, что развитие пожара происходит на участке размещения пожарной нагрузки, т.е. имеет место локальный пожар. Площадь пожара в этом случае определяется линейной скоростью распространения горения - 20 м/мин и временем до начала тушения:

.

Очевидно, что при распространении горения по поверхности со скоростью 20 м/мин площадь пожара будет равна площади помещения. Развитие пожара по всему помещению происходит также в результате взрыва.

Устройство бортиков вокруг пожароопасного оборудования позволяет ограничить площадь пожара при горении разлившейся горючей или легковоспламеняющейся жидкости.

Для такой ситуации определяем вид пожара. В помещении возможен локальный пожар.

Рассчитываем продолжительность локального пожара при следующих условиях:

площадь пожара F =15 м²;

скорость выгорания М = 2,66 кг/м²х мин;

высота помещения - 6 м;

количество ЛВЖ - 1300 кг

t = 1300 / 2,66 х 25 =22 мин.

Вычисляем значение геометрического параметра

По графику рис. 6 в зависимости от продолжительности пожара определяем эквивалентную продолжительность пожара для железобетонных конструкций покрытия. Она составляет 50 мин. Предел огнестойкости железобетонных плит перекрытия составляет 45 мин. Следовательно, t_экв < П₀ и в результате пожара возможно обрушение конструкций перекрытия.

Рассчитываем ожидаемые годовые потери в каждом варианте.

Для 1-го варианта:

М(П₁) = 0,71 х 10^-6 х 636 х 4 х 4925 х 4 (1 + 1,9) 0,12 = 12,4 руб/год;

М(П₃) = 0,71 х 10^-6 х 636 х 4 х 4925 х 636 (1 + 1,9) 0,52 х (1 - 0,12) 0,9 = 6757 руб/год;

M(П₄) = 0,71 х 10^-6 х 636 х 4 х 4925 х 636 (1 + 1,9) х [1 - 0,12 - (1 - 0,12) 0,9] = 1313 руб/год.

Для 2-го варианта:

М(П₁) = 0,71 х 10^-6 х 636 х 4 х 4925 х 4 (1 + 1,9) 0,12 = 12,4 руб/год;

М(П₂) = 0,71 х 10^-6 х 636 х 4 х 4925 х 120 (1 + 1,9) (1 - 0,12) 0,86 = 2342 руб/год;

М(П₃) = 0,71 х 10^-6 х 636 х 4 х 4925 х 636 (1+ 1,9) 0,52 х [1 - 0,12 - (1 - 0,12) 0,86] 0,9 = 938 руб/год;

М(П₄) ⁼ 0,71 х 10^-6 х 636 х 4 х 4925 х 636 х 2(1 + 1,9) х {1 - 0,12 - (1 - 0,12) 0,86 -

- [(1 - 0,12) 0,86] 0,9} = 426 руб/год.

Для 3-го варианта

При развитии пожара возможен переход пожара из начальной стадии в развитой пожар. В помещении возможен объемный пожар, регулируемый вентиляцией.

Рассчитываем продолжительность пожара по формуле

ч.

По графику рис. 8 в зависимости от продолжительности пожара и проемности помещения П₀ = 0,14 определяем эквивалентную продолжительность пожара для колонн. Она составляет 2,5 ч. Предел огнестойкости перекрытия здания II степени огнестойкости составляет 2 ч. Следовательно, t_экв > П₀ и в результате свободно развивающегося пожара возможно обрушение перекрытия и колонн. Таким образом, в этом случае здание полностью разрушается.

М(П₁) = 0,71 х 10^-6 х 636 х 4 х 4925 х 4 (1 + 1,9) 0,12 = 12,4 руб/год;

М(П₂) = 0,71 х 10^-6 х 636 х 4 х 4925 х 120 (1 + 1,9) 0,52(1 - 0,12) х 0,9 = 6757 руб/год;

М(П₃) = 0,71 х 10^-6 х 636 х 4 х 4925 х 636 х 4 (1+ 1,9) [1 - 0,12 - (1 - 0,12) 0,9] = 5250 руб/год.

Таким образом, общие ожидаемые годовые потери составят:

- при срабатывании системы автоматического обнаружения пожара:

М(П) = 12,4 + 6757 + 1313 = 8082 руб/год;

- при эффективной работе систем автоматического пожаротушения и пожарной сигнализации, соблюдении на объекте мер пожарной безопасности:

М(П) = 12,4 + 2342 + 938 + 426 = 3718 руб/год;

- при нерабочем состоянии автоматических систем пожаротушения и сигнализации:

М(П) = 12,4 + 6757 + 5250 = 12019 руб/год.

Рассчитываем значения показателя уровня пожарной опасности:

Для 1-го варианта:

Y_п.о = 8082 / 12529200 = 6,4 коп/100 руб.

Для 2-го варианта:

Y_п.о = 3718 / 12529200 = 2,9 коп/100 руб.

Для 3-го варианта:

Y_п.о = 12019 / 12529200 = 9,6 коп/100 руб.