Пожарная нагрузка: виды, определение, свойства, параметры

Этот термин дает определение количественному показателю, который описывает интенсивность, продолжительность пожара. Основным фактором, определяющим параметры пожара, является вид и величина пожарной нагрузки.

Под пожарной нагрузкой объекта P_г.н, кг/м² понимают массу всех горючих и трудногорючих материалов, приходящихся на 1 м² площади пола помещения или площади, занимаемой этими материалами на открытой площадке:

Р_г.н = Р/F

• где Р – масса горючих и трудногорючих материалов, кг;
• F – площадь пола помещения или открытой местности, м²

Под полной пожарной нагрузкой принимают суммарное количество тепла, выделяемое в воздушное пространство здания, помещения, пожарного отсека, ограниченного/выделенного строительными преградами распространения огня – противопожарными перегородками; стенами, перекрытиями, после полного сгорания всех горючих твердых материалов, легковоспламеняющихся жидких веществ, газов.

Удельной пожарной нагрузкой принято считать отношение полной нагрузки к площади здания, помещения, где она складирована, размещена, смонтирована, установлена.

В зависимости от способа ее размещения, величины удельной нагрузки согласно приложения Б СП 12.13130.2009 определяется категория по взрывопожарной опасности в диапазоне В1–В4 для зданий, технологических установок, сооружений.

Согласно этому документу удельная пожарная нагрузка помещения – это отношение количества тепла к площади нахождения всех сгораемых материалов.

Классификация

При ориентировочной оценке категории опасности здания, отдельного производственного или складского помещения, проведении усредненных расчетов довольно часто удельную пожарную нагрузку объекта определяют, как общую массу всех сгораемых веществ; включая элементы строительных конструкций, отделки интерьера из горючих/трудногорючих материалов. Например, древесины, как только просушенной для производства работ, так и подвергнутой различным видам огнезащитной пропитки.

При проведении такой предварительной оценки удельной нагрузки для отнесения помещения к определенной категории следует учитывать не всю площадь здания, отдельного помещения, технологического сооружения, а только площадь, где размещена эта нагрузка.

Существуют следующие виды пожарной нагрузки помещений:

• Постоянная – состоит из суммы массы всех стационарных элементов отделки интерьера помещений, строительных конструкций, выполненных из легкосгораемых веществ, трудногорючих материалов. Например, бумаги, текстиля, декоративного пластика, всех видов древесины, включая входные, межкомнатные двери, стеллажи (капитальные из металлического каркаса, намертво прикрученные к полу), перегородки, подвесные потолки, оконные рамы, переплеты.
• Временная – это сгораемые, трудногорючие материалы, вещества, из которых выполнена легко сменяемая обстановка помещений, зданий – от мебели, оргтехники, инженерно-технического, технологического оборудования, до хранящегося исходного сырья, готовой товарной продукции для производственных, складских объектов; заменяемых элементов интерьера, личного имущества, одежды – для жилых домов.
• Полная пожарная нагрузка складывается из постоянной и временной, а удельная рассчитывается как отношение полной нагрузки к площади ее размещения.

В зданиях, технологических сооружениях пожарную нагрузку необходимо определять, рассчитывать для каждого этажа, отметки отдельно.

Проще говоря, постоянная нагрузка – это недвижимые элементы в составе любого помещения, а временная – это движимая, которая в любой момент может измениться по желанию старых/новых собственников, арендаторов.

При этом следует включать общую массу несущих элементов конструкции кровли – стропил, обрешетки, сплошного настила, покрытия, выполненных из сгораемых, трудногорючих материалов, в строениях с чердачным помещением, мансардным этажом в их полную/удельную нагрузку.

В документе СИТИС-СПН-1 (ред.3) предлагается ввести условную классификацию и систему обозначений основных свойств и параметров пожарной нагрузки:

• П – по плотности пожарной нагрузки;
• М – по скорости распространения (мощности) пожара;
• Д – по дымообразующей способности;
• К – по токсичности.

Таким образом, полное обозначение нагрузки выглядит следующим образом: П600, М2-1, Д1, К1. Подробнее каждый из параметров классификации описан в данном справочнике.

Обычная пожарная нагрузка в квартире

Свойства и параметры

Классификацию пожарных нагрузок следует продолжить исходя из ее параметров, свойств, из которых стоит выделить:

• Возгораемость.

К этому свойству относятся 2 параметра: температура самовоспламенения, при которой вещество способно самопроизвольно вспыхнуть, и критическая плотность потока лучистой тепловой энергии, под воздействием которой возгорается тот или иной вид материала нагрузки.

• Удельная теплота горения, т.е. количество тепла, выделяющееся при горении 1 кг материала, входящего в состав пожарной нагрузки.
• Скорость развития пожара, прямо зависящая от свойств веществ, особенно таких как ЛВЖ/ГЖ, газы, пух, пыль.

Укажем следующие параметры нагрузки:

• Плотность.
• Скорость распространения/мощность возникшего на ее поверхности пожара.
• Способность к дымообразованию.
• Токсичность при горении.

Параметр плотности пожарной нагрузки является важным показателем, влияющим на ход развития очага возгорания, распространения пожара; варьируясь в зависимости от функционального типа зданий, помещений в них от 50 до 3 тысяч МДж/м².

В зданиях пожарная нагрузка для каждого этажа определяется отдельно. Масса горючих элементов чердачного перекрытия и покрытия включается в пожарную нагрузку чердака. Более наглядным этот параметр для различных защищаемых объектов, выглядит при использовании привычного показателя пожарной нагрузки.

Для некоторых помещений принимается следующей:

• Для жилых, офисных, бытовых помещений – не больше 50 кг/м².

Средняя величина пожарной нагрузки в жилом секторе составляет:

1. для однокомнатных квартир 27 кг/м²,
2. для двухкомнатных – 30 кг/м²,
3. для трехкомнатных – 40 кг/м²;

• В зданиях III степени огнестойкости пожарная нагрузка составляет не менее 100 кг/м²;
• В производственных цехах, мастерских, участках по обработке, переработке твердых горючих материалов – 250–500 кг/м².
• В помещениях складов, сушильных камерах – от 1 до 1, 5 тыс. кг/м².
• В цехах комбинатов по переработке нефти, газа, заводов органического синтеза; в складских комплексах с многоярусным стеллажным хранением – до 2–3 тыс. кг/м².

При хранении твердых материалов важна как плотность/дисперсность, так и организация размещения в пространстве помещения – укладка плотными рядами, пачками, штабелями на поддонах: сплошная или с разрывами, стеллажная.

По ГОСТ 12.1.004-91 классификацию объектов защиты по опасности необходимо обязательно выполнять с учетом пожарной нагрузки.

Оптимальным способом снижения пожарной опасности объектов защиты являются следующие мероприятия, связанные с пожарной нагрузкой:

• Ограничение общей массы, объема сгораемых веществ, материалов, хранящихся, находящихся одновременно в защищаемом помещении, на открытых площадках.
• Выбор по возможности наиболее безопасного способа хранения, размещения, в т.ч. с использованием емкостей, резервуаров, контейнеров, стеллажей из негорючих материалов.
• Проведение огнезащиты древесины для перегородок, стеллажей, других конструкций в помещениях, выполненных из этого горючего материала.
• Устройство аварийных сливов из емкостей хранения ЛВЖ, ГЖ.
• Монтаж огнепреградителей на трубопроводах по транспортировке горючих жидкостей, газовых смесей; искрогасителей на дымовых, выхлопных трубах отопительных, силовых агрегатов, автотехники.
• Регулярная очистка территории предприятий, организаций, помещений зданий, корпусов, трубопроводов инженерного, отопительного оборудования от сгораемого мусора, пылевых отложений; предусмотренное технологическим регламентом удаление пожароопасных производственных отходов.

Особо стоит обратить внимание на организацию правильного порядка совместного или раздельного хранения различных материалов, ликвидировать очаги возгорания, которых недопустимо водными, воздушно-пенными огнетушителями, стационарными системами пожаротушения; где в качестве огнетушащих веществ используется вода или смеси, растворы на ее основе.

Определение пожарной нагрузки

Расчет пожарной нагрузки помещения производится согласно требованиям прил. Б СП 12.13130, где указаны категории пожарной нагрузки для помещений В1–В4:

• Помещения В1 имеют в размещаемых зонах, отсеках удельную нагрузку больше 2,2 тыс. МДж/м².
• В помещениях В2 удельная нагрузка находится в пределах 1, 4–2, 2 тыс. МДж/м²; В3 – от 181 до 1, 4 МДж/м².
• В помещениях В4 с удельной нагрузкой до 180 МДж/м² сгораемые материалы могут размещаться на любом участке пола, не превышающем 10 м².

Как правило, пожарная нагрузка в помещениях зданий, сооружений не является однородной, включая самые различные сочетания твердых горючих материалов, трудно сгораемых конструкций, легковоспламеняющихся жидкостей, газообразных веществ.

Для расчета полной пожарной нагрузки в таких преобладающих случаях используется следующая формула:

В ней G_i – это массовое/весовое количество сгораемого материала, входящего в пожарную нагрузку, а Q_нi является его низшей теплотой сгорания.

Формула для вычисления удельной нагрузки:

Где Q – полная нагрузка, а S – размещаемая площадь пожарной нагрузки, но не меньше 10 м².

В зданиях общей категории В допустимо наличие отсеков, зон с удельной нагрузкой, не превышающей показатели, указанные в табл. Б.1; а в табл. Б.2 этого нормативного документа приведены рекомендуемые предельные расстояния, прямо зависящие от показателя величины критической плотности лучистых тепловых потоков для разных твердых сгораемых, трудногорючих материалов.

Так, при показателе в 5 кВт/м² рекомендовано минимальное расстояние в 5 м между группами, штабелями, стеллажами с пожарной нагрузкой; при 15 кВт/м² оно сокращается до 6 м; при 25 – до 4; при 50 кВт/м² – до 2, 8 м соответственно.

Значения величин показателя плотности теплового потока лучистой энергии для некоторых наиболее часто встречающихся в составе пожарной нагрузки помещений материалов, также приведены в этом документе; давая некоторое представление о возможности ее разделения на группы при складировании в штабелях, на поддонах, при стеллажном хранении, на территории предприятий, организаций:

• Пиломатериалы из сосны – 13, 9 кВт/м².
• ДСП – 8,3.
• Торф в брикетах – 13, 2, в кусках – 9,8 кВт/м².
• Сухие сено, солома – 7,0.
• Уголь – 35 кВт/м².
• Хлопковое волокно – 7, 5.
• Резинотехнические изделия – 14, 8.
• Пластики, стеклопластики – около 15, 5 кВт/м² в зависимости от вида.
• Горючие кровельные материала в рулонах – 17, 4 кВт/м².

 Важно знать: если пожарная нагрузка состоит из нескольких видов горючих материалов, то расчет производится по веществу с минимальным значением этого показателя. 

Все вышеуказанные виды расчетов необходимы как для определения текущей категории помещения или сооружения, здания в целом по опасности пожара, расчета воздействия высокой температуры на элементы несущих конструкций строений, сооружений, так и для оценки уровня пожарной опасности объекта защиты, количественной оценки вероятного материального ущерба; а также для оценки периода блокирования эвакуационных путей, выходов при определении пожарных рисков; расчета сил, средств, способов тушения пожаров.

Не стоит забывать: от типа пожарной нагрузки, ее параметров прямо зависит выбор вида пожарных извещателей систем АПС; аэрозольных, порошковых или газовых установок пожаротушения.

Таблица плотности пожарной нагрузки

Определения различной плотности пожарной нагрузки приведены в ГОСТ Р 54081-2010, дающем общую характеристику пожара.

В нем плотностью пожарной нагрузки считается она, отнесенная к единице поверхности; удельной – общая нагрузка, отнесенная к площади пола.

Таблица пожарной нагрузки с наименованиями различных зданий, групп помещений, средними значениями плотности переменных пожарных нагрузок приведена в справочнике СИТИС-СПН-1.

Источники:

• Пожарная тактика “Основы тушения пожаров”, В. В. Теребнев, А. В. Подгрушный, Москва 2012;
• СП 12.13130.2009;
• ГОСТ Р 54081-2010;
• СИТИС-СПН-1.