XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

Число высотных зданий и небоскребов в мире стремительно растет, а высотное строительство в России в последние годы также интенсивно развивается. В связи с этим пожары в высотных, многоэтажных зданиях и сооружениях являются одной из ключевых современных проблем безопасности человека. С повышением этажности зданий по данным статистики число жертв обычно возрастает из-за того, что половина проживающих в здании высотой более 100 м не могут своевременно покинуть здание из-за неудобной эвакуации.

По мнению специалистов, занимающихся вопросами эвакуации при пожарах в высотных и многоэтажных зданиях, на сегодняшний день все высотные здания и небоскребы не оборудованы средствами, способными обеспечить массовую, комфортную и безопасную эвакуацию людей в случае крупного пожара. Даже для физически подготовленного человека весьма затруднительно применение существующих спасательных средств - канатно-спускные устройства, спасательные пожарные рукава, прыжковые пневматические устройства, натяжные полотна, спасательные трапы и т.д. [1]

Эвакуация с помощью лифтов является наиболее оптимальной и удобной. Однако для применения лифтов при эвакуации граждан в случае пожара необходимо решить несколько проблем:

1. Лифты и шахты лифтов должны быть абсолютно не горючи, огнестойки длительное время и недоступны для попадания пламени и дыма во время нахождения в них людей;

2. Перемещение лифтов с эвакуируемыми людьми не должно быть связано с обычными тросовыми подъемными механизмами, зависимыми от энергоснабжения и обычной механической тяги;

3. Лифты должны быть способны во время пожара переместиться вместе с эвакуируемыми людьми вниз на любой этаж даже в условиях полного отсутствия электроснабжения;

4. Пространство в лифтовых шахтах, над и под лифтами должно быть огнеустойчиво и недоступно для огня, дыма;

Ни один из известных в мире типов лифтов не соответствует вышеперечисленным требованиям, несмотря на наличие самых разнообразных технических решений.

Наиболее подходящими по всем характеристикам являются пожарно-эвакуационная система «ARC» и плавающие лифты.

Фасадные пожарно-эвакуационные подъемники «Automatic Rescue Climber» («ARC»), разработаны московским изобретателем Корчагиным Павлом Владимировичем. [2] Подъемники обеспечивают безопасный доступ пожарных и спасателей с тяжелым пожарно-техническим вооружением к любой высотной отметке зданий и комфортную эвакуацию людей, включая категорию лиц с ограниченными физическими возможностями.

Рис. 1. – Модель пожарно-эвакуационного подъемника «ARC», оборудованная выдвижным тамбуром для герметичного соединения подъемника с окном здания

Кабина подъемника «ARC» оборудована устройством для герметичного соединения подъемника с окном здания. Такое устройство выполнено, например, в виде выдвижного тамбура, обеспечивающего возможность перехода людей и переноса грузов из подъемника вовнутрь здания и обратно. Герметичное соединение тамбура с окном здания, после вскрытия стеклопакета исключает образование внешнего поддува воздуха вовнутрь здания, и соответственно, усиление пожара. Ходовая часть подъемника «ARC» взаимодействует с мачтовыми или рельсовыми направляющими, которые монтируются в фасадной части здания и обеспечивают подъемнику надежное закрепление, высокую скорость передвижения и высоту подъема до 500 м и выше. Все узлы подъемника имеют предел огнестойкости не менее 1 часа. При этом модели подъемника «ARC» могут быть оборудованы, как на внешней фасадной поверхности сооружения, так и внутри сооружения в его пожарных лифтовых шахтах. Одним из примеров использования данной системы является небоскреб «Казахстан Темир Жолы» в городе Нур-Султан. [2]

Еще один способ эвакуации людей из высотных зданий разработали в Московском институте материаловедения и эффективных технологий. Суть его - лифты, плавающие в эвакуационных шахтах. [3]

Основной идеей изобретения является создание устройства для эвакуации при пожарах с использованием для транспортировки при эвакуации столбов воды, поддерживающих специальные спасательные лифты с людьми, плавающие в эвакуационных шахтах, встраиваемых в один или несколько стволов жесткости зданий, отдельно или вместе с остальными лифтами. Такие лифты полностью соответствуют вышеперечисленным требованиям.

Это достигается тем, что в устройстве для для эвакуации людей при пожарах в высотных зданиях и сооружениях, включающем спасательные лифты и лифтовые эвакуационные шахты, расположенные в одном или нескольких стволах, спасательные лифты выполнены в виде плавающей каркасной многоэтажной конструкции с одной или двумя площадками на высоту этажа, с защитными легкими ограждениями - в верхней части и в виде понтона - в нижней части. Лифтовые эвакуационные шахты выполнены из металла и/или высокопрочного водонепроницаемого бетона и разделены на отсеки высотой в 5-15 этажей высотного здания или сооружения запорными диафрагмами, не препятствующими в максимально открытом состоянии прохождению плавающих лифтов. Внутренние стены шахт снабжены вертикальными направляющими в виде стальных профилей или шин, а поэтажные проемы в стенках шахт снабжены герметичными задвигающимися дверями.

В качестве примера на рис. 2 и 3 приведены схемы реализации предлагаемого технического решения в высотном здании. [4]

Рис. 2. – Плавающий лифт
а - исходное положение плавающего лифта:
1 - фундаментная конструкция здания; 2 - центральный ствол; 3 - опорные платформы - технические этажи; 4 - колонны из трубобетона; 5 - наружные стены; 6 -этажи плавающего лифта; 7- понтон плавающего лифта; 8 - ствол воды, удерживающий плавающий лифт; 9 - диафрагма для регулирования прохождения воды;
б - плавающий лифт во время движения сверху вниз в эвакуационной шахте к месту эвакуации;
в - положение плавающего лифта в эвакуационной шахте во время эвакуации людей из очагов пожара одновременно с 4х этажей; А,Б,В,… - отсеки по 9 этажей

В центральном стволе здания в эвакуационной шахте в исходной позиции находится спасательный лифт с понтоном, плавающим на поверхности водного столба, в верхнем отсеке эвакуационной шахты, отделенного диафрагмой с регулируемым сечением от нижележащего отсека.

Спасательные плавающие лифты выполнены в виде многоэтажной металлической конструкции, закрепленной на основании-понтоне с водоизмещением, соответствующим необходимой грузоподъемности до нескольких сотен человек одновременно и выполненной с площадками, расположенными поэтажно или в два одинаковых по высоте уровня на этажах здания для транспортировки эвакуирующихся людей, с защитными ограждениями и лестницами для перехода внутри лифта с площадки на площадку.

В
местимость и грузоподъемность спасательных плавающих лифтов, исходя из следующих экспериментальных данных, составляет примерно 7 человек на 1 м² поверхности лифта;

Рис. 3. – Схема эвакуации людей при пожаре на плавающих лифтах

Эвакуационные шахты по предлагаемому техническому решению сами по себе являются изолированными зонами безопасности, в которых при обеспечении избыточного давления воздуха никогда не попадут дым и продукты сгорания, т.е. эвакуируемые люди могут получить временное убежище в самих эвакуационных шахтах, находясь в плавающих лифтах с нормальным воздухоснабжением, легко оснащаемых освещением, баками для питьевой воды, средствами первой помощи, кислородными масками и другими средствами для пережидания времени тушения пожара.

Весьма важным является также возможность эффективного использования по предлагаемому изобретению значительных объемов воды, расположенных в верхней части высотного здания, для борьбы с пожарами на ранней стадии путем оперативного гашения возможных возгораний, обеспечения водой спринклерных систем, создания водных завес внутри здания и на фасадах, в том числе при отказе систем подачи воды электронасосами, а также всех систем противопожарного водопровода.

При использовании предлагаемого изобретения необходимо учитывать, что оно параллельно позволяет решить несколько важных задач. Так, расположение столбов воды в верхних отсеках эвакуационных шахт оказывает положительное влияние на устойчивость высотных зданий и сооружений с точки зрения демпфирования и компенсации постоянных ветровых и редких сейсмических воздействий, осуществляющих раскачивание и колебание верхней части коробки высотного здания, так как масса столбов воды составляет несколько сотен тонн. Однако данное изобретение не нашло еще реального применения и существует только в виде патента.

Список использованной литературы:

Средства спасения с высоты: мобильные, спусковые, стационарные [Электронный ресурс] // Сетевое издание «Fireman.club». – 23.03.2018. – Режим доступа: https://fireman.club/statyi-polzovateley/sredstva-spaseniya-s-vyisotyi-mobilnyie-spuskovyie-statsionarnyie/

Первая в мире фасадная пожарно-эвакуационная система для небоскребов [Электронный ресурс] // Новости технологий: Достижения науки и техники. – 25.07.2011. – Режим доступа: http://techvesti.ru/node/4288

Устройство для эвакуации людей при пожарах в высотных зданиях и сооружениях [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.freepatent.ru/patents/2381982

Генералов В.П. Особенности проектирования высотных зданий. // Самара: Самарское книжное изд-во, - 2007. - 256 с.

Код для цитирования: Скопировать