|
|
|||||||||||||||
Материалы и технологииБыстрый переход:  |
Современные методы пассивной огнезащиты подземных сооружений
Современные подземные объекты - капитальные сооружения, рассчитанные на длительные сроки эксплуатации (100 и более лет). В течение этого срока они должны удовлетворять требованиям эксплуатационной надежности, обеспечивая безопасность для жизни людей, безотказность, долговечность и ремонтопригодность. Используемая техника еще не располагает абсолютно безопасными способами строительства, методами и средствами прогнозирования пожаров, обуславливаемых многочисленными и разнообразными факторами, которые проявляются неожиданно, развиваются столь стремительно, что не всегда удается принимать быстрые и адекватные меры по ликвидации пожара, спасению людей и материальных ценностей.
Повреждение, и в особенности обрушение, основных несущих конструкций при пожаре наносит огромный материальный ущерб, чрезвычайно затрудняет восстановление сооружения и может парализовать жизнедеятельность целых городов . Многолетняя история эксплуатации подземных сооружений знает немало трагедий, связанных с пожарами и другими ЧС, происходившими в них. Статистика наиболее крупных катастроф показывает, что практически все они сопряжены с тяжелейшими последствиями. Только за последнее десятилетие в странах Европы произошел ряд крупных пожаров в автомобильных и железнодорожных тоннелях: • пожар в тоннеле Exilles • пожар в тоннеле Prapontin • пожар в тоннеле Mont Blanc (24.03.99 г.) • пожар в тоннеле Munich Candid
Учитывая всю серьезность возможных последствий от пожаров в подземных сооружениях к обеспечению их пожарной безопасности предъявляются особые требования. При проектировании разрабатываются специальные технические условия (ТУ) по противопожарной защите сооружений и определению требуемых пределов огнестойкости строительных конструкций. ТУ предусматривают объемно-планировочные, конструктивные и инженерно-технические решения, обеспечивающие комплекс мероприятий по:
В настоящее время ведущей организацией по разработке ТУ для подземных сооружений является ФГУ ВНИИПО МЧС России.
Одним из наиболее важных факторов в обеспечении пожарной безопасности тоннелей является их устойчивость, как во время пожара, так и после его ликвидации. В первую очередь это достигается за счет повышения огнестойкости конструкций до требуемых пределов, которые могут составлять 180 минут и более, в зависимости от их функционального назначения. Наиболее простым и экономически целесообразным способом защиты тоннелей от пожара, позволяющим избежать дорогостоящего ремонта, является применение пассивной огнезащиты его отделки, внутренних несущих и ограждающих конструкций, отделяющих различные технические зоны (кабельные коллекторы, лифтовые шахты, вспомогательные помещения), а также конструкции помещений, выделенные в отдельные пожарные отсеки. Имеющаяся практика строительства тоннелей показывает, что после пожара в тоннеле, защищенном системой пассивной конструктивной огнезащиты, чаще всего требуется восстановление только огнезащитного покрытия. Для пассивной огнезащиты подземных сооружении могут быть использованы плитные материалы на основе базальтовой или каолиновой ваты вермикулита или перлита, однако ввиду присущих им недостатков, а именно, термической усад плит при нагреве, наличии тепловых мостиков через элементы крепления, повышенной материалоемкости, а также, высокой трудоемкости при производстве работ, эти материалы постепенно вытесняются с отечественного рынка и заменяются материалами - спреями. Данная огнезащита наносится механизированными штукатурными агрегатами сухого или мокрого торкретирования, что позволяет создавать покрытия, точно повторяющие форму защищаемой строительной конструкции. Такие покрытия могут быть подвергнуты финишной обработке и окрашены для придания им водостойкости, а также стойкости к агрессивным средам . Для защиты сводов железобетонных конструкций тоннелей и подземных сооружений мы предлагаем огнезащитную штукатурку - спрей на основе вспученного вермикулита НЬЮСПРЕЙ. Следует отметить, что огнезащитные штукатурки на основе вермикулита и цементного вяжущего являются наиболее технологичными и универсальными, так как они имеют самые высокие показатели по огнестойкости и прочности и могут использоваться во влажных помещениях. НЬЮСПРЕЙ наносится на защищаемые поверхности штукатурными агрегатами мокрого торкретирования. Как показывает практика, бригада из двух человек при использовании штукатурного агрегата для мокрого торкретирования может нанести за смену до 300 квадратных метров покрытия. Впервые в отечественной практике вопрос об огнезащите тоннелей был поставлен в 2003 году при строительстве Лефортовского тоннеля глубокого заложения 3-го транспортного кольца Москвы. Специалистами нашей компании для защиты сводов тоннеля было предложено использовать огнезащитную штукатурку механизированного нанесения НЬЮСПРЕЙ. Совместно с учеными ФГУ ВНИИПО МЧС России был выполнен необходимый комплекс исследований, подтвердивший возможность использования этого материала для защиты сводов тоннеля. По результатам проведенных огневых испытаний, предложенных на тендер различных огнезащитных материалов, заказчиками и проектировщиками Лефортовского тоннеля для защиты сводов тоннеля была выбрана огнезащитная штукатурка НЬЮСПРЕЙ. Испытания показали, что расчетная толщина покрытия НЬЮСПРЕЙ для получения предела огнестойкости 180 минут при стандартном режиме пожара составляет величину 25 мм при температуре на обогреваемой поверхности бетона не выше 300 °С. Высокая технологичность огнезащитной штукатурки НЬЮСПРЕЙ позволила выполнить работы по защите сводов Лефортовского тоннеля общей площадью 40 тыс. квадратных метров за 5 недель. Большую роль при эксплуатации тоннелей в нормальных условиях, особенно в экстремальных случаях, играют системы вентиляции и дымоудаления. Сбои в работе данных систем при возникновении пожара приводят к неминуемой гибели людей, находящихся в нем, а также к серьёзным осложнениям в проведении аварийноспасательных работ, связанных с эвакуацией людей и тушением пожара. Ярким примером оценки значения систем вентиляции и дымоудаления явился пожар, произошедший в 1999 году в тоннеле «Monblan». В результате пожара погибли 39 человек, большинство из которых задохнулись от быстрого распространения ядовитых продуктов горения вследствие устаревшей и неработающей системы дымоудаления. Чаще всего системы дымоудаления монтируются из металлических коробов различного сечения и геометрических форм. Предел огнестойкости таких конструкций очень низок, что влечет необходимость повышения его до требуемых. Для тоннелей предел огнестойкости воздуховодов систем вентиляции и дымоудаления должен быть в диапазоне 2-3 часов. При защите системы вентиляции и дымоудаления Лефортовского тоннеля была применена, поставляемая нашей компанией, штукатурка – спрей ФИБРОГЕЙН на минераловатной основе. Учитывая накопленный опыт работы с покрытиями - спреями для защиты конструкций тоннеля и повышенными требованиями к их механической прочности, влагостойкости и стойкости к агрессивным средам, а также декоративным свойствам, нашей компанией разработан новый огнезащитный материал АРМАДА, прошедший первоначальные испытания в одном из сертификационных центров Европы. При толщине слоя покрытия в 40 мм предел огнестойкости конструкций из железобетона может быть увеличен на 3,5 - 4,0 часа и соблюдены все требования по прочности, влагостойкости и эстетичности сооружения. Необходимо отметить, что наша компания, успешно работающая на рынке пассивной огнезащиты почти 15 лет предлагает и другие огнезащитные материалы, которые можно использовать для обеспечения пожарной безопасности тоннелей:
Производимые и поставляемые нашей компанией огнезащитные материалы применялись на многих объектах гражданского и промышленного назначения в Москве:
а также на других объектах в России и странах СНГ.
|
|||||||||||||||
 |
|
В последние десятилетия наблюдается устойчивый рост подземного строительства . На сегодняшний день в мире реализуются сотни проектов крупных подземных сооружений , а ежегодные капиталовложения в такое строительство составляют десятки миллиардов долларов. Под землей размещаются транспортные сооружения различного назначения: метрополитены, железнодорожные и автомобильные тоннели , возводятся склады нефти и нефтепродуктов, хранилища химических и радиоактивных отходов. Активно сооружаются объекты культурно - развлекательного, спортивного и торгового назначения, многоэтажные подземные стоянки автомобилей. 
Практика борьбы с такими пожарами показывает, что возникают значительные сложности в организации и проведении аварийно-спасательных и эвакуационных работ, требующих огромных материальных и людских ресурсов. В таких условиях у пожарных нет реальной возможности заниматься защитой конструкций от воздействия высоких температур. 
Кроме этого, ряд серьезных пожаров зафиксирован в метрополитенах Германии, Нидерландов, Италии, Великобритании, России. Только в Московском метрополитене с 1990 года было зарегистрировано около 20 пожаров. Самая крупная трагедия, связанная с пожаром произошла в Азербайджане (г. Баку, 1995 год). При пожаре погибли 289 человек и более 500 получили травмы различной степени тяжести. 
Пожары в подземных сооружениях имеют свои особенности. Они характеризуются тепловыми потоками с плотностью до 100 МВт/м² ограниченной интенсивностью отвода тепла конвективными потоками и, как следствие, очень интенсивным возрастанием температуры в зоне горения до 1200 °С в течение первых пяти минут. В этих условиях элементы несущих конструкций, которые чаще всего выполнены из железобетона и стали, испытывают значительные термические напряжения, а локальная температура элементов конструкций может превысить критический предел и привести к частичному разрушению конструкции. Следует учитывать, что при столь высокой интенсивности нагрева влага, присутствующая в бетоне, не успевая диффундировать через поры, превращается в пар, давление которого может достичь величины в 22,5 МПа при повышении температуры до 380 °С. В мировой практике для конструкций подземных сооружений из железобетона предельно допустимой принято считать температуру в 300 °С. При этой температуре давление паров воды имеет величину не более 8,7 МПа и термические напряжения в бетоне не достигают критической величины. 
Практика показывает, что даже в случае самых тяжелых пожаров, обрушения тоннеля не происходит, однако потери, связанные с простоем тоннеля и ремонтными работами очень высоки и могут быть соизмеримы со стоимостью строительства тоннеля. Так, например в 1998 году по данным ЕС материальные потери от пожаров в подземных сооружениях составили 200 млн. евро.