О проблемах повышения пожаробезопасности современных зданий

С ростом энергооснащенности современных сооружений увеличивается и риск возникновения пожаров и пожароопасных ситуаций. Между тем, помимо прямого ущерба, пожары наносят огромный косвенный урон всей экономике. По данным Национальной ассоциации противопожарной защиты США, в условиях рыночной экономики 43 % предприятий не могут возобновить свою деятельность непосредственно после пожара, 28 % предприятий восстанавливаются в течение трех лет и лишь 23 % предприятий функционируют после пожара в обычном режиме.

К сожалению, известные трудности прошлых лет в России наложили отпечаток и на сильную некогда противопожарную службу. Пожарные, в силу объективных причин, зачастую не в состоянии вовремя приехать на место. Среднее время прибытия пожарных расчетов составляет от 8 мин в городах, до 19 мин в сельской местности, а в условиях мегаполисов может непредсказуемо увеличиться из-за дорожных проблем.

Чтобы изменить сложившуюся ситуацию, нужны огромные капитальные вложения, на которые наш бюджет пока еще не способен. Поэтому сегодня на первый план выходит организация пожарной безопасности — создание комплекса мер, который позволит если не потушить сразу возникший очаг возгорания, то хотя бы с наименьшими потерями дождаться приезда пожарных.

Существующие нормативы

Стоит заметить, что тщательное соблюдение всех норм, которые прописаны в многочисленных нормативных актах — вовсе не чья-то прихоть. Как и многие инструкции по безопасности, противопожарные ГОСТы и СНиПы буквально «писаны кровью». И если следовать им, то ущерб от огненной стихии можно если не свести на нет (это невозможно), то существенно минимизировать. К сожалению, при строительстве этими нормами зачастую пренебрегают или выполняют их кое-как, что называется, «для галочки». А ведь это тот самый случай, когда изначальная «экономия» может обернуться огромными убытками, а то и гибелью людей. Не стоит надеяться и на страховые выплаты: страховые компании не склонны возмещать ущерб от пожара, произошедшего из-за плохого соблюдения норм и правил пожарной безопасности.

Правда, перелом в легкомысленном отношении к превентивным мерам противопожарной защиты все же наметился. Так, уже несколько лет действует федеральная целевая программа «Пожарная безопасность и социальная защита до 2005 года». В результате этой программы, нацеленной на развитие предупреждения возгораний, планируется на 35 % снизить потери от пожаров. Причем значительная роль отводится созданию стационарных средств пожаротушения. На практике это означает, что ни одно здание не должно вводится в эксплуатацию без надежно работающей системы автоматического пожаротушения. Крупные города давно уже идут по этому пути. Столичное правительство еще в 1995 году приняло «Московские строительные нормы», в которых особо оговаривается, что при возведении многофункциональных зданий и комплексов должны быть предусмотрены системы противопожарной защиты (СПЗ), в которые входят:

- противодымная защита;

- внутренний противопожарный водопровод и автоматическое пожаротушение;

- лифты для пожарных подразделений;

- автоматическая пожарная сигнализация.

При этом управление СПЗ должно осуществляться из одного центрального диспетчерского пункта. Кроме того, особые требования предъявляются к внутреннему противопожарному водопроводу: в здании должно быть не менее двух вводов, внутренняя сеть должна быть кольцевой, напор необходимо поддерживать постоянный, насосные станции обязаны соответствовать I категории надежности.

Надо сказать, что авторы норм не стали придумывать ничего нового, а просто переосмыслили уже имеющиеся нормативные акты, например, СНиП 2.01.02-85 (противопожарные нормы) и ГОСТы (в частности ГОСТ 12.1.004 и ГОСТ 12.1.044 — пожарная безопасность). Такие нормативные акты заставляют инвесторов строительства делать здания защищенными от огня, ведь без систем СПЗ сооружение никто не допустит к эксплуатации.

Современные технологии противопожарной защиты

Однако строящиеся современные здания требуют и современных технологий противопожарной защиты. Дело в том, что вода и по сей день — самый используемый материал пожаротушения, до 90 % всех пожаров ликвидируется именно водой. Это наиболее простой, экологичный и дешевый способ ликвидировать огонь. Но традиционные приспособления — пожарные стволы или стационарные системы, хотя и очень надежны, имеют ряд недостатков. Проблема состоит в том, что они потребляют огромное количество воды (более 0,08 л/с/м²) и их использование требует наличия емкостей и резервуаров. Кроме того, обычное распыление с диаметром капель от 0,4—2 мм вызывает буквальное затопление помещения. Это приносит большие убытки, особенно в современных зданиях, переполненных электрокабелями и сложной техникой. А. П. Коваль, президент Всероссийского союза страховщиков, депутат Государственной думы, замечает, что «ущерб, наносимый средствами тушения пожаров, в частности, водой, порой несоизмеримо больше урона от самого пожара… Сегодня появились новые технологии тушения, однако они медленно внедряются в практику…». Применение безводных средств ограничено по ряду соображений — порошковые, газовые, аэрозольные системы хотя и обладают очень высокой эффективностью, но небезупречны с точки зрения экологии, ведь в них используется хладон (халон), а от него решено было отказаться по Монреальскому соглашению о защите озонового слоя Земли. Замены хладону существуют, но они намного дороже.

Метод тушения тонкораспыленной водой

В настоящее время все большее применение находит метод тушения тонкораспыленной водой (ТРВ). Технология эта известна с 1950-х годов, но не находила широкого применения. Считалось, что большое количество воды эффективнее тушит очаг возгорания. Действительно, мощная струя (с диаметром капель более 400 микрон) легко достигает ядра очага пожара, проникает в него и тушит, но при этом большая часть воды (до 60 %) стекает ниже уровня возгорания и на горение не влияет. При технологии тушения тонкораспыленной водой механизм действия на пламя иной. Можно выделить три причины эффективности тонкодисперсной воды:

1. Вместо механического «сбивания» пламени водяной туман (микрокапельки величиной менее 200 микрон) увеличивает скорость поглощения тепла из горючих газов и пламени. Суммарная поверхность капель гораздо выше, чем при традиционных методах тушения, поэтому помимо увеличения скорости испарения увеличивается и суммарная площадь испарения мелких капель, а значит, потери тепла тоже гораздо больше.

2. При быстром испарении водяной пар замещает воздух в зоне горения, вытесняя кислород. Огонь попросту «задыхается».

3. Снижается тепловое излучение. Данные экспериментов свидетельствуют, что тепловой поток от стандартных очагов возгорания на расстоянии 1,7 м снижается более чем в 4 раза, что локализует очаг возгорания. Стоит сказать, что при этом воды выливается в разы меньше, чем при обычном тушении. Так, при моделировании возгорания библиотечного фонда полностью затушить огонь удалось за 2 минуты, израсходовав всего 2,5 л воды на м².

Кроме всего этого, известно, что главную опасность при пожаре представляет не открытое пламя, а неконтролируемое распространение дыма и огня. Раскаленный до критических температур дым не только ядовит, но и способен оказывать поджигающее действие. Кроме того, он с легкостью распространяется по вентиляционным каналам. Тонкораспыленная вода не только охлаждает дымовые газы, но и осаждает ядовитые аэрозоли и позволяет контролировать начавшееся возгорание.

Системами ТРВ можно даже тушить возгорания электрощитовых — водяной туман не вызывает замыкания. Нельзя их применять только для тушения щелочных металлов, металлоорганики, карбидов, раскаленного угля и железа — все эти вещества при контакте с водой вступают в химическую реакцию с выделением огромного количества тепла.

Спринклерные системы пожаротушения в здании «Москва-Сити»

Спринклерные системы

Спринклерные системы пожаротушения компонуются системой специальных разбрызгивателей («спринклеров»), соответствующей автоматикой и насосным модулем. Обычно это два высокопроизводительных насоса: «большой» насос (основной и резервный) и «маленький» насос (пилотный или «жокей»-насос). Пилотный насос благодаря автоматике поддерживает заданное постоянное давление в системе, компенсируя утечки или срабатывание небольшого количества спринклеров. «Большой» насос вступает в действие или при команде с пульта диспетчера или автоматической системы, или при падении давления ниже определенного уровня. Подобное решение было применено при строительстве административного здания «Москва-Сити», где использовались комбинации насосов Grundfos типа NК (основных) и Grundfos типа CR («жокеи»).

Подобные системы широко используются в развитых странах. Например, компании-авиапроизводители Airbus и Boeing стали снабжать салоны и технические отсеки модульными системами ТРВ. Фирма Marioff разработала и создала централизованную систему ТРВ (по-английски «hi-fog») для пассажирских морских паромов. В России тоже ведутся разработки и успешно применяются подобные системы. Например, установка МПВ-40 отечественного производства применена в московском магазине фабрики «Красный Октябрь». Но при всех достоинствах подобные современные системы довольно требовательны к напору воды. Ряд импортных установок работает при очень высоком давлении (до 70 атм), которое довольно сложно обеспечить технологически. Поэтому приходится предусматривать монтаж специальных насосных станций, повышающих давление в сети. При этом возможны два варианта: в первом случае — это несколько последовательно соединенных бустерных модулей (скважинный насос в герметичном стальном корпусе). Подобное решение было выбрано для системы пожаротушения Большого театра. Во втором варианте применяется стандартная насосная часть скважинного насоса, соединенная через повышающую передачу с асинхронным электродвигателем. Это позволяет поднять скорость вращения вала насоса в два раза (6 тыс. об/мин против обычных 2,9 тыс.) и добиться решения поставленной задачи.

Слагаемые безопасности

Стоит отметить, что какая бы технология пожаротушения ни была выбрана, она должна входить в общую систему безопасности, включающую в себя не только средства подавления очага пожара, но и средства детекции и управления всеми составляющими. Лучше всего рассчитывать подобные системы пожарной защиты (СПЗ) еще на стадии проектирования новостройки или капитального ремонта здания. Только в этом случае можно предусмотреть все нюансы расположения водоводов, гидрантов, перекачивающих станций (а ведь все эти компоненты должны отвечать очень жестким критериям, практически — быть абсолютно безотказными). При этом стоит учесть, что стандартных решений не бывает — каждое здание индивидуально, а значит, и особенности автоматической системы пожаротушения (АСПТ) тоже будут строго индивидуальными. Даже два стоящих рядом типовых здания отличаются в деталях: одно находится на возвышенности, другое — в низине, к одному есть удобный подъезд, до другого ехать дольше, следовательно, и расчет СПЗ будет разным.

Особенно пристальное внимание при выборе и монтаже систем пожаротушения приходится обращать на реконструируемые здания. Ведь не секрет, что в старых домах много дерева (обшивка стен, межэтажные перекрытия), высохшего за много лет до состояния трута, — одна искра от сварки, незатушенная сигарета — и памятник архитектуры сгорает дотла. А ведь в подобных зданиях часто расположены театры, другие общественные места, в них всегда много народа, и страшно подумать, чем может обернуться пожар. Здесь требуется поистине филигранная точность, чтобы соблюсти нормы безопасности и не искалечить архитектурный шедевр. В идеале системы должны быть «умными», то есть АСПТ обязана срабатывать только штатно, не давать сбоев. В качестве отрицательного примера можно привести недавнее ЧП в Пушкинском Доме в Санкт-Петербурге, где неправильное срабатывание защиты привело к гибели ценных документов. Оговоримся, правда, что за этой системой не было надлежащего надзора, два года ее не обслуживали из-за нехватки средств. Вероятность же эффективного срабатывания элементов СПЗ, равная 98 % при правильном обслуживании (проектирование и изготовление системы осуществляется известной фирмой, обслуживание производится специалистами той же фирмы), падает до 85 %, если меняется только одно условие — обслуживать систему начинают сторонние специалисты, даже прошедшие обучение.

Примером грамотного расчета СПЗ может служить здание Большого театра. Для этого старинного здания была разработана уникальная компьютерная система управления, связанная с центральным диспетчерским пунктом. Система пожарной защиты состоит из ряда бустерных модулей (специальные скважинные насосы в герметичном корпусе), позволяющих подавать до 1 600 м³/ч. Кроме того, организована система гидрантов с использованием моноблочных насосов типа DNP. Все сложное насосное хозяйство управляется с единого пульта, что позволяет контролировать любое изменение ситуации. Подобные же системы стоят в Московском Кремле, Храме Христа Спасителя и в прочих известных зданиях Москвы и ряда других городов России. Это позволяет надеяться, что даже в случае пожара ущерб будет невелик.

Новые нормативные документы

Все более широкое использование систем пожарной защиты тонкораспыленной водой и общее развитие технологий противопожарной защиты повлекло за собой изменение нормативных актов. Так, в 1999—2000 годах были разработаны и утверждены новые нормы пожарной безопасности НПБ 88-01 «Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования». Этот документ призван заменить собой действующие СНиП 2.04.09-84 «Пожарная автоматика зданий и сооружений», НПБ 21-98 «Установки аэрозольного пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования и применения» и ряд других. По сравнению со старым СНиПом, новый норматив содержит дополнительные главы:

- установки пожаротушения высокократной пеной;

- установки пожаротушения тонкораспыленной водой;

- установки порошкового пожаротушения модульного типа;

- установки аэрозольного пожаротушения;

- автономные установки пожаротушения;

- взаимосвязь систем пожарной сигнализации с другими системами, технологическим и электротехническим оборудованием зданий и сооружений.

Разработка этого документа позволит проектировщикам легче рассчитывать и согласовывать системы автоматического пожаротушения.

Итак, рассмотренные выше системы и методы пожаротушения и пожарной защиты позволяют смотреть в будущее с достаточной долей оптимизма — понимание необходимости комплексного решения проблем пожаробезопасности становится повсеместным, намечаются сдвиги к лучшему. В среднем, за год на 10 % снизилось количество пожаров в производственных зданиях, зданиях общественного назначения и жилом секторе, и это позволяет сказать, что положительная тенденция прослеживается вполне отчетливо. И это не может не радовать — ведь уменьшение пожаров и, соответственно, потерь от них повысит шансы российской экономики стать конкурентоспособной в современном цивилизованном мире.

Статья подготовлена пресс-службой ООО «Грундфос»