Огнезащита остекления зданий

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

по дисциплине «Методология научных исследований в области пожарной безопасности»

на тему: «Огнезащита остекления зданий»

Содержание

УФА – 2008 2

Введение 2

1 Общее положение 3

2 Остеклении как объект защиты от разрушения 6

3 Противопожарное остекление 9

4 Цели и задачи 12

5 Основные угрозы 14

6 Основные положения технической политики в обеспечении безопасности остекления 15

7 Принципы построения комплексной системы обеспечения безопасности остекления 18

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 20

ЛИТЕРАТУРА 21

В современных условиях, когда в мире защита от международного терроризма выдвинута на первое место, для крупных мегаполисов особенно актуально стоят вопросы предупреждения чрезвычайных ситуаций, а также их последствий. Повышение прочности остекления зданий и сооружений является одним из них. Остекление, являясь наименее прочным элементом конструкции зданий и сооружений, несет потенциальную угрозу массового травматизма людей осколками стекла при его разрушении. Однако стремительное развитие строительных технологий не предусматривает применение в остеклении более безопасных материалов, чем традиционный вид стекла.

Настоящая Концепция определяет систему взглядов на проблему обеспечения безопасности остекления и представляет собой систематизированное изложение целей и задач повышения прочности остекления, а также принципов и способов достижения требуемого уровня его безопасности. Правовой базой для разработки настоящей концепции служат требования действующих в России законодательных и нормативных документов. Концепция является методологической основой для формирования и проведения в России единой политики в области обеспечения безопасности остекления для принятия управленческих решений и разработки практических мер по ее воплощению.

Построение системы обеспечения безопасности остекления зданий и сооружений, основывается на комплексном подходе, доказавшем свою эффективность и надежность. Комплексный подход ориентирован на создание согласованного взаимодействия различных структур и организаций для реализации мероприятий по разработке остекления, отвечающего современным требованиям безопасности.

Законодательной основой настоящей Концепции являются Конституция Российской Федерации, Гражданский и Уголовный кодексы, законы, указы, постановления, другие нормативные документы действующего законодательства Российской Федерации, документы Государственной технической комиссии при Президенте Российской Федерации (Гостехкомиссии России), а также нормативно - методические материалы и организационно - распорядительными документы, отражающие вопросы обеспечения безопасности остекления, предупреждения чрезвычайных ситуаций связанных с разрушением остекления зданий и сооружений.

Сегодня нормативная и правовая база в вопросах, так или иначе, связанных с остеклением или безопасностью людей, представлена следующими документами:

Закон Российской Федерации № 68-ФЗ от 21.12.1994 г. «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера»;

Закон г. Москвы № 46 от 5.11.1997 г. «О защите населения и территорий города от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера»;

ГОСТ Р 220.07-95 «Источники техногенных чрезвычайных ситуаций. Классификация и номенклатура поражающих факторов и их параметров»;

ГОСТ Р 51136-98 «Стекла защитные многослойные»;

ГОСТ 30826-2001 «Стекло многослойное строительного назначения»;

СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия»;

СНиП 10.01-94 «Система нормативных документов в строительстве. Основные положения»;

СНиП 23.01-99. «Строительная климатология»;

МГСН 2.01-99 «Энергосбережение в зданиях»;

МГСН 2.04-97 «Допустимые уровни шума, вибрации и звукоизоляции»;

МГСН 1.03-02 «Пешеходные переходы вне проезжей части улиц. Объекты мелкорозничной торговли и сервиса в пешеходных переходах».

В настоящее время, при изготовлении безопасного остекления в развитых странах в зависимости от характеристик предполагаемого воздействия, условий эксплуатации, экономических факторов и социальной значимости объекта используются:

      – стекла с полимерными пленками;

      – закаленные стекла;

      – химически упрочненные стекла;

      – многослойные стекла;

      – комбинированные варианты (например, закаленные стекла с защитной пленкой);

      – стеклопакеты с перечисленными стеклами.

Мировой опыт показывает, что наиболее эффективным методом придания стеклу безопасных свойств, является использование специальных упрочняющих полимерных пленок. Упрочняющая полимерная пленка приклеивается к стеклу, обеспечивая удержание осколков стекла в раме при его разрушении.

Широкое внедрение технологий, обеспечивающих реальную безопасность людей вблизи стеклянных конструкций, выполнение этими конструкциями всех необходимых функций остекления, приносящих экономический эффект, требует скоординированного проведения комплекса мероприятий, который включат в себя:

  –   определение норм безопасности остекления;

  –    создание законодательной и нормативной базы концепции безопасности остекления;

  – разработку, испытание и внедрение оптимальных конструкций безопасного остекления для объектов различного назначения;

   – организацию процесса внедрения безопасного остекления на существующих объектах;

     –  внедрение разработок конструкций безопасного остекления в практику строительного комплекса России;

     – создание, на основе взаимодействия различных организационных и исполнительских структур, системы обеспечения безопасности остекления зданий и сооружений.

В основу построения системы обеспечения безопасности остекления зданий и сооружений положены следующие принципы: законность, системность, комплексность, непрерывность, своевременность, преемственность и совершенствование, разумная достаточность (экономическая целесообразность), простота применения средств безопасного остекления, научная обоснованность и техническая реализуемость, специализация и профессионализм, обязательность контроля.

Назначение стекла, как строительного материала постоянно расширяется, в связи с чем, остекление зданий и сооружений представлено большим разнообразием способов исполнения. Кроме того, наряду с остеклением современных зданий и сооружений существует остекление, выполненное в прошлом столетии. Объекты, на которых установлено остекление, могу быть расположены в сейсмоактивных районах страны, в местах привлекательных для организации террористических действий, или местах возможного возникновения техногенных катастроф. Объекты с массовым пребыванием населения, где остекление может явиться источником повышенной опасности, находятся в любом городе страны.

Многообразие видов остекления и типов объектов, на которых оно установлено, определяет следующие методы деления их на группы:

      – по типу остекления;

      – по месторасположению объекта;

      – по посещаемости объекта;

      – по социальной значимости объекта;

      – по вводу объекта в эксплуатацию.

В городах с большой плотностью населения характерно возрастание угрозы террористических актов, техногенных катастроф и природных катаклизмов. Этот процесс в сочетании с увеличением площадей остекления в современных зданиях и сооружениях таит в себе потенциальную угрозу массового травматизма людей летящими или падающими сверху осколками хрупкого стекла.

Безопасное остекление предназначено, прежде всего, для снижения угрозы массового травматизма людей разлетающимися осколками стекла, разрушаемого в результате чрезвычайных ситуаций.

Основной целью разработки и внедрения безопасного остекления является создание условий защищенности людей от осколков стекла разрушаемого в результате чрезвычайных ситуаций. Эта цель несет социальную направленность, так как отвечает необходимости безопасного существования человека в современных условиях.

Кроме основной функции безопасное остекление, выполненное за счет укрепления стекла пленкой, уменьшает прохождение теплового потока и звуковой волны через оконный проем, обеспечивая энергосбережение и повышая звукоизоляцию.

Безопасное остекление должно выполнять функции обычного остекления и отвечать тем же требованиям, то есть не создавать оптических искажений, хорошо пропускать свет в помещение, быть стойким к воздействию моющих веществ, иметь большой срок службы (не менее 20 лет); при разработке конструкций безопасного остекления должны быть учтены и эти требования.

В современном строительстве стекло находит самое широкое применение. Светопрозрачные конструкции не только увеличивают освещенность помещения, но и придают зданию выразительный внешний вид.
Вместе с тем, стекло, как строительный материал, имеет ряд недостатков. Прежде всего, это хрупкость, относительно невысокая температура деформации, способность к растрескиванию и обрушению под действием огня. При разрушении оконного остекления многократно возрастает приток воздуха в помещение и процесс горения резко активизируется. Учитывая, что пожарные подразделения прибывают на место пожара, как правило, не ранее, чем через 10 минут после вызова, важно сдержать интенсивное распространение огня в течение не менее 10 минут. Это позволяет в значительной степени сохранить не только имущество, но и человеческие жизни. Поэтому попытки придать стеклу противопожарные свойства предпринимались достаточно давно.

С 60-тых годов в строительстве для заполнения световых проёмов в противопожарных преградах (перегородках и стенах) вместо обычного силикатного стекла применялись специальные стеклянные изделия - пустотелые стеклянные блоки, а также листовое армированное и закалённое стекло. Такое заполнение проёмов выполнялось глухим в стальных рамах или непосредственно в железобетонных или кирпичных конструкциях. Предел огнестойкости подобных изделий оценивался только по признакам обрушения или образованию сквозных отверстий, к ним не предъявляли требования выдерживать действие огня, не прогреваясь до критических температур.

Все эти изделия по-разному ведут себя при огневом воздействии на них.

Пустотелые стеклянные блоки (ГОСТ 9272-66) начинают растрескиваться через 1-2 мин; через 25 минут после начала огневого воздействия лицевые стенки покрываются трещинами. Но, несмотря на это, стеклоблоки не распадаются на куски, остаются на месте, и в течении ещё получаса панели, собранные из стеклоблоков, выдерживают без значительных повреждений воздействие огня. По истечении 50 минут огневого воздействия обогреваемые стенки блоков начинают деформироваться ввиду размягчения стекла. К 80-той минуте эти стенки расплавляются, но сама панель (в целом), собранная из стеклянных блоков, ещё сохраняет огнепреграждающую способность. При дальнейшем нагревании необогреваемые стенки стеклоблоков деформируются и затем проплавляются. Образующиеся при этом сквозные отверстия характеризуют наступление предела огнестойкости конструкции.
Остекление из пустотелых стеклянных блоков резко снижает интенсивность теплового излучения пламени. Так, через 15-20 минут огневого воздействия температура на расстоянии 0,5 м от необогреваемой поверхности стеклоблоков не превышает 650С., при этом температура самой поверхности достигает 1500С. Через 25 минут температура необогреваемой поверхности достигает 3000С.
Таким образом, пустотелые стеклянные блоки имеют неплохие огнезащитные свойства, однако не всегда применимы по внешнему виду. Как правило, они применяются для заполнения световых проёмов в промышленных зданиях.

Армированное стекло (ГОСТ 7481-55) конструктивно представляет собой обычное силикатное стекло толщиной 5,5 - 6,0 мм в которое вплавлена стальная сетка из проволоки толщиной 0,5 мм. Сетка способствует более равномерному распределению температуры по объёму стекла, что снижает температурные напряжения в стекле, кроме того, она увеличивает прочность стекла от воздействия боковых усилий. Поэтому во время огневого воздействия армированное стекло хоть и трескается, но не выпадает сразу из переплёта. Растрескиваться армированное стекло начинает уже через 1 минуту после начала огневого воздействия. Через 30-40 минут стекло размягчается, деформируется и постепенно начинает выходить из креплений и при температуре огневого воздействия 8700С оно под действием собственного веса выпадает из переплётов - наступает предел огнестойкости. В среднем величина предела огнестойкости остекления с армированным стеклом составляет 0,75 ч для одинарного и 1,2 ч - для двойного остекления.
Однако остекление армированным стеклом слабо препятствует тепловому излучению пламени, так уже через 10 минут после начала огневого воздействия на расстоянии 0,2 м от необогреваемой поверхности одинарного остекления температура достигает 2000С, а через 20 минут - уже 5000С. Тепловое излучение сквозь стекло вызывает обугливание фанеры и тление ткани на расстоянии до 1,25 м от необогреваемой поверхности, а на расстоянии 0,5-0,9 м - фанера и ткань загораются.

Закалённое стекло имеет тот же внешний вид, что и обычное. При установке его в переплёт с зазорами 3-5 мм по периметру выдерживает нагревание в течение 10-15 минут, после чего отжигается и превращается в обычное и наступает предел его огнестойкости. Таким образом, огнезащитные свойства этого стекла не высоки, кроме того, при ударах оно образует острые осколки.

Возросшие требования к пожарной безопасности зданий приводят к необходимости разработки новых технологий. С одной стороны необходимо сохранить эстетические свойства стеклянной поверхности, с другой – увеличить время защиты от огневого воздействия.

С появлением плёночных покрытий на полиэтилентерефтолатной основе, появилась возможность повысить более чем в два раза (с 3-4 до 10 минут) огнестойкость (Е) обычного листового стекла. Существенным недостатком плёночного покрытия является его пожароопасность. Плёнка способна воспламеняться и выделять значительное количество дыма и токсичных продуктов горения.

Безопасное остекление отвечает интересам, как всего общества, так и отдельной личности. Любой уровень власти несет ответственность за решение вопросов безопасности и социальной заботы о населении и конечно каждый заинтересован в сохранении собственного здоровья. Отсюда возникает объективная необходимость во внедрении безопасного остекления в сферу обитания человека.

Основной целью, на достижение которой направлены все положения настоящей концепции, является защита людей от возможного нанесения им ощутимого материального, физического, морального или иного ущерба причиненного осколками стекла, образующимися при совершении террористических актов, актов вандализма, природных катаклизмах, техногенных катастрофах и т.п. Указанная цель достигается посредством разработки и внедрения остекления, обеспечивающего выполнение требований, как по безопасности, так и по пропусканию света, звуко- и теплоизоляции, надежности, долговечности.

Основными задачами процесса внедрения безопасного остекления являются:

      – внедрение безопасного остекления на объектах с массовым пребыванием населения с целью снижения вероятности поражения человека и порчи имущества осколками стекла при воздействии воздушной ударной волны при совершении террористических актов, актов вандализма, природных катаклизмах, техногенных катастрофах и т.п.;

    –   снижение потерь энергии за счет сокращения ее затрат на отопление, освещение, кондиционирование воздуха;

    –   повышение комфортности и привлекательности для потребителей зданий и сооружений за счет их большей безопасности, лучшей теплоизоляции, звукоизоляции, освещенности;

     –  организация производства отечественных материалов и элементов для конструкций безопасного остекления;

    –   обеспечение владельцев объектов застройщиков информационными и техническими услугами через систему специализированных городских и территориальных структур безопасного остекления.

Для достижения поставленных целей необходимо создать систему учета остекления зданий и сооружений, находящихся в эксплуатации и на основе регистрации данных проводить мероприятия по укреплению остекления, кроме того, в соответствии с требованиями нормативной документации обеспечить применение безопасного остекления на вновь вводимых объектах. Контроль качества исполнения должны осуществлять органы технического контроля строительных организаций и специализированные организации в порядке установленном законодательством.

Основную угрозу безопасности людей несут чрезвычайные ситуации, проявляющиеся в комплексе поражающих факторов, один из которых представляет собой множество разнородных осколков стекла, обладающих импульсом источника разрушения. В чрезвычайных ситуациях хрупкое стекло первое поддается разрушению и приобретает высокую скорость движения. Осколки стекла имеют острые кромки поверхностей, чем обусловлено их высокое проникающее действие.

Чрезвычайные ситуации, при которых происходит разрушение стекла:

      –взрывы при террористических актах и техногенных катастрофах;

      –природные катаклизмы;

       вандализм и случайные повреждения.

При взрыве ударная волна разрушает стекло и придает осколкам энергию, достаточную для того, чтобы смертельно ранить или травмировать человека, а стеклянная пыль поражает дыхательные пути.

При природных катаклизмах (ураган, град, землетрясение и др.) разрушение стекла происходит от разнообразного воздействия (давление, удар, вибрации и т.д.).

Вандализм, как проявление негативного отношения к окружающему миру, несет хаотичное разрушение, при хулиганских действиях вандализм проявляется целенаправленно. В обоих случаях разрушение остекления представляет собой эффектное действие, возбуждающее вандалов.

Случайные повреждения стекла бывают вызваны неаккуратными действиями вблизи него или небрежным обращением при работе с ним.

Реализация технической политики по обеспечению безопасности остекления должна исходить из предпосылки, что нельзя обеспечить требуемый уровень безопасности только одним мероприятием или средством, а необходим комплексный подход с системным согласованием действий множества организационных структур, а каждая организационная структура рассматриваться, как часть единой системы, при оптимальном соотношении выполняемых ими организационно-технических мероприятий.

Техническая политика имеет целый ряд направлений, позволяющий создать современную систему обеспечения безопасности остекления зданий и сооружений.

Важным направлением технической политики является создание организационно-правового режима мероприятий по внедрению безопасного остекления.

Организационно-правовой режим предусматривает создание и поддержание правовой базы мероприятий обеспечения безопасности остекления и разработку (введение в действие) необходимых организационно-распорядительных документов, таких как технический регламент, ГОСТы, СНИПы, методика определения безопасности остекления, порядок организации работ, порядок сертификации продукции или его ответственных составных компонентов, и другие нормативные документы.

Реализация технической политики производится с помощью организационно-технических мероприятий, которые направлены на создание системы обеспечения безопасности остекления, координацию действий данной системы и поддержание ее работоспособности. В этом направлении техническая политика по обеспечению безопасности остекления тесно связана с политикой общества, проводимой органами исполнительной власти, в направлении обеспечения безопасности граждан Российской Федерации.

Координирующим органом системы обеспечения безопасности остекления является МЧС России, создание организационно-правового режима и подготовку организационно – методического обеспечения мероприятий по безопасному остеклению, а также создание системы мониторинга безопасного остекления и контроля материала для безопасного остекления (о них речь пойдет ниже) осуществляет ВНИИ МЧС России.

В рамках организационно-правового режима система будет обеспечивать взаимодействие органов МЧС России и органов административно-территориальной власти с привлечением заинтересованных ведомств и организаций.

На уровне администраций крупных территориальных образований создаются распоряжения, которые определяют структуру управления организационно-техническими мероприятиями по внедрению безопасного остекления, систему планирования и контроля процесса укрепления остекления на подведомственной территории.

Обеспечение безопасности остекления не может быть реализовано без современных методов управления, которые основаны на современных методах сбора, обработки и анализа требуемой информации, а также методах наблюдения за сложными организационными процессами, требующими единой координации.

Система мониторинга безопасного остекления, как направление технической политики, предполагает, на основе региональных центров мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций (далее Центры), создание баз данных, объектов установки безопасного остекления. В соответствии с утвержденной методикой Центры организуют обследование остекления, на основе которого осуществляется планирование мероприятий по укреплению остекления и контролю его нормативного уровня прочности, качества и полноты выполненных работ. В вопросах укрепления остекления Центры взаимодействуют с администрациями территориальных образований.

Одним из важных направлений технической политики является обеспечение внедрения качественного продукта – безопасного стекла, соответствующего требованиям нормативной документации. Для реализации этого направления необходимы:

      – реализация разрешительной системы допуска производителей продукта к выполнению заказа;

      – ограничение доступа некачественного материала к использованию в изготовлении продукта;

      – реализация системы учета и регистрации объектов установки безопасного остекления, объективное документирование событий;

      – регистрация действий производителей продукта и контроль за нарушением технологии его изготовления;

      – бережное отношение к установленному безопасному остеклению, его эксплуатация в соответствии с техническими требованиями.

Вопрос внедрения качественного продукта неразрывно связан с созданием системы контроля материала для безопасного остекления. Такой контроль предполагает проведение испытаний самого продукта – безопасного остекления, изготовленного из отобранного материала, в условиях приближенных к чрезвычайным ситуациям. Контроль осуществляется в плановом порядке.

Построение системы обеспечения безопасности остекления и ее функционирование должны осуществляться в соответствии со следующими принципами:

– законность – предполагает осуществление мероприятий по внедрению безопасного остекления в соответствии с действующим законодательством.

– системность – системный подход к построению системы обеспечения безопасности остекления, предполагает учет всех взаимосвязанных, взаимодействующих и изменяющихся во времени элементов, условий и факторов, необходимых для понимания и решения проблемы обеспечения безопасности остекления.

– комплексность – комплексное использование методов и средств внедрения безопасного остекления предполагает согласованное взаимодействие разнородных структур власти и иных организаций при создании и функционировании целостной системы обеспечения безопасности остекления, отвечающей поставленным целям.

– непрерывность – непрерывный, целенаправленный процесс, предполагающий принятие соответствующих мер на всех этапах планового внедрения безопасного остекления.

– своевременность – предполагает упреждающий характер мер для обеспечения безопасности граждан.

– преемственность и совершенствование – предполагают постоянное совершенствование мер и средств защиты, обеспечиваемой безопасным остеклением.

– разумная достаточность (экономическая целесообразность) – предполагает соответствие уровня затрат на обеспечение безопасности остекления, ценности достигаемого результата и величины возможного ущерба.

– простота применения средств безопасного остекления – устройство безопасного остекления должно быть понятно и просто в использовании, без значительных дополнительных трудозатрат.

– научная обоснованность и техническая реализуемость – методы и средства безопасного остекления должны быть реализованы на современном уровне развития науки и техники, научно обоснованы с точки зрения достижения заданного уровня безопасности и должны соответствовать установленным нормам и требованиям по безопасности.

– специализация и профессионализм – предполагает привлечение к разработке средств безопасного остекления специализированных организаций, имеющих опыт практической работы и государственную лицензию на право оказания услуг в этой области. Реализация административных мер предупреждения чрезвычайных ситуаций должна осуществляться профессионально подготовленными специалистами.

– обязательность контроля – предполагает обязательность и своевременность выявления и пресечения попыток нарушения установленных правил безопасности.

Для реализации основных положений настоящей Концепции целесообразно провести (осуществить) следующие мероприятия:

– принять основополагающие документы, такие как постановление о создании системы обеспечения безопасности остекления, технический регламент, методику оценки безопасности зданий и сооружений, методику проведения испытаний образцов безопасного остекления, программу испытаний, порядок аттестации испытательной площадки, порядок организации работ по установке безопасного остекления, порядок аттестации экспертов и проведения экспертизы сертификатов.

– установить нормы безопасности остекления.

– подготовить региональные центры мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций к ведению мониторинга внедрения безопасного остекления, снабдив их нормативно - методическими материалами и организационно - распорядительными документами, а также единой системой учета и отчетности.

– на испытательном полигоне провести подготовку площадки для проведения испытаний образцов безопасного остекления.

– осуществить отбор образцов материала для безопасного остекления соответствующего требованиям нормативных документов.

– применить нормы безопасности остекления при проектировании зданий и сооружений, расположенных в районах подверженных сейсмической активности.

1. Пожарная безопасность зданий и сооружений. СНиП 21-01-97 : строительные нормы и правила Российской Федерации / Госстрой России .— Изд. официальное .— М. : ФГУП ЦПП, 2004 .— 16 с. : ил. ; 29 см.

2. Собурь, С. В. Пожарная безопасность общественных и жилых зданий : справочник / С. В. Собурь ; М-во РФ по делам ГПС и ЧС, Академия ГПС ; под ред. Е. А. Мешалкина .— 2-е изд., доп. (с изм.) .— М. : ПожКнига, 2004.— 224 с. ; 21 см.

3. Собурь, С. В. Пожарная безопасность предприятия : справочник / С. В. Собурь .— 9-е изд. (с изменениями) .— М. : Пожарная книга,

2004 .— 496 с. : ил. ; 21 см

4. http://www.uralstroyinfo.ru/?id=62&doc=346

5. http://www.insistem.ru/glass.php