Блог компании Лахта Центр
Научно-популярное
Урбанизм
7 декабря

Огонь, вода и тонкое распыление. Как будут защищены от пожара обитатели и посетители Лахта Центра

В России нет зданий выше 50 метров. Это утверждение выглядит абсурдным, но с точки зрения отечественного градостроительного и противопожарного законодательства это именно так.
Как же быть тем, кто решил посетить самый высокий европейский и, главное в обсуждаемом контексте — российский небоскреб? Это безопасно?

image

Проверим под катом!

Требования к организации систем противопожарной защиты распространяются только на объекты высотой до 50 м, а небоскребы подпадают под 78-ю статью «Технического регламента о требованиях пожарной безопасности», которая предлагает проектировщикам более внушительных сооружений разработать и согласовать «специальные технические условия».

По уникальным противопожарным нормам строилась и эксплуатируются и каждая башня «Москва-Сити», и небоскребы Екатеринбурга.

image
ММДЦ Москва-Сити

По специальным ТУ формируется и система противопожарной безопасности Лахта Центра.

image

Нормы эти гораздо жестче, чем для обычных зданий — потенциально небоскребы более опасны при пожаре. По статистике в зданиях высотой свыше 100 м половина людей не в состоянии быстро их покинуть из-за физической усталости при спуске по лестницам.

image

Именно эвакуация — главная проблема, которая встает перед проектировщиками противопожарных систем высоток. Количество людей, которые одновременно могут находиться внутри, исчисляется тысячами. Сопоставимо с числом посетителей огромного торгового центра, только там эвакуационные пути ведут порой к десятку выходов.

image

В небоскребе десятка выходов никак не получится. Площадь этажа у таких зданий ограничена, много лестниц не проложишь, лифтами при пожаре пользоваться нельзя. Что же делать?

ЭВАКУАЦИЯ НА ЗЕМЛЮ


При расчетах учитывают разные факторы, но главный из них – количество эвакуируемых. В башне Лахта Центра могут находится до 8 тыс. человек. Всякий из этих тысяч посчитан – сколько человек может оказаться на каждом этаже в один момент, сколько можно эвакуировать одновременно. В абсолютном большинстве случаев, полная эвакуация здания не потребуется. Но необходима уверенность, что она возможна и понимание, как все будет происходить.

Уходим! Уходим! Уходим…


Всякая эвакуация начинается с тревоги. Система оповещения о пожаре в Лахта Центре полностью автоматизирована, реагирует на дым. Когда сработал извещатель, дежурный на пульте систем противопожарной защиты точно знает, где это произошло. Оповещение об эвакуации включается автоматически, после того как в том же помещении сработает второй извещатель. Оповещение может быть включено диспетчером и в ручном режиме, если он решит, что есть угроза людям.

Александр Гладилин, ведущий инженер по противопожарным системам Лахта Центра:
— Учитывая большое количество людей в башне, было принято решение о том, что эвакуацию необходимо производить поэтапно. После срабатывания двух извещателей система оповещения включается именно на том этаже, где это произошло – на других ее не слышно. Затем, если в течение минуты не поступило опровержения пожара, система включает оповещение на соседних этажах — выше и ниже. Если эвакуация не отменена и в течение следующей минуты, тревога объявляется уже во всем пожарном отсеке между двумя техническими этажами. Таким образом, нам удастся избежать одновременной эвакуации большого количества людей со всеми ее негативными проявлениями, такими как давка, паника.

В МЧС сигнал поступает автоматически при срабатывании пожарной сигнализации. Время прибытия первых расчетов из ближайшей пожарной части – 3-5 минут.

image

Пока пожарные едут, население башни уже отправляется на землю.

image

Главная дорога


Лестница в небоскребе кажется предметом архаики, странной ностальгией по малоэтажным векам, прибежищем лифтовых клаустрофобов и фанатов ЗОЖ… Чем угодно, но только не средством передвижения. И все же в мире вы не найдете ни одного небоскреба, где бы не было лестниц – пусть даже в его подвижном составе будет сотня лифтов и мегаватты резервной электроэнергии. У флагмана сверхвысоких, башни Burj Khalifа, 57 лифтов, но и там есть лестница до 160-го — последнего обитаемого уровня. Насчитывает 2 909 ступеней.

image
У башни Tiapei 101 (509 м) — 3139 ступеней. На фото — установка мирового рекорда: польский велогонщик Кристиан Херба преодолел путь вверх на велосипеде за 2 ч 13 м.

Этих бесконечных лестничных монстров строят по одной причине – в любом небоскребе и при наличии любых дополнительных возможностей покинуть задние, лестница – это главная дорога. Можно сказать, дорога жизни. И поскольку ответственность, возложенная на сей конструктивный элемент, столь велика, то и требования к ней – особые.

В сердце башни


Хотите узнать, как найти центральное ядро в любом небоскребе? Есть верная примета.
В современных жилых многоэтажках СНиП предусматривает «организацию незадымляемых лестничных клеток с входом через незадымляемую воздушную зону по открытым переходам». В переводе с языка нормотворчества – вот такая открытая лоджия, через которую люди уходят на лестницу в дверь на противоположном конце.

image
Фото отсюда

В небоскребе этот вариант неприменим. Создание любого несанкционированного пути «забортному» воздуху внутрь здания, превратит высотку в каминную трубу, по которой огонь и дым будут распространяться с этажа на этаж с космической скоростью. Поэтому пути эвакуации в любой современной башне всегда проходят внутри центрального ядра. Лестница – верная примета, что вы оказались в том самом пространстве – в сердце высотки.

Ядро Лахта Центра — самое безопасное место в башне по всем параметрам. Огнестойкость конструкции – 4 часа без деформаций и утери несущих свойств. Оказаться внутри него – значит, оставить главную опасность за спиной.

Каждый этаж спланирован так, что из любой точки до ближайшего эвакуационного выхода – менее минуты ходу.

image
Открытое пространство типового этажа башни Лахта Центра. Справа – одна из дверей эвакуационного выхода, ведущего в зону ядра

Для эвакуации нет разницы, на каком этаже произошел пожар. На первом или на последнем – все равно путь лежит на лестницу внутри огнестойкого ядра, а оттуда – на выход.

Дыму – нет!


Оказавшись у эвакуационного выхода, вы открываете дверь и попадаете в тамбур-шлюз.

image
Тамбур-шлюз, 16 этаж башни Лахта Центра

Оттуда – на лестницу. Дверь в шлюзовое пространство за вами закроется сама и вы очутитесь в области повышенного давления.

image

В шлюз и на лестницу нагнетают воздух вентиляционные установки, размещённые на технических этажах. Воздушный подпор не дает дыму и угарному газу проникнуть на пути спасения. Противодымная вентиляция рассчитана минимум на три часа работы во время пожара любой сложности.

image
Трубы систем приточной вентиляции, дымоудаления и подпора воздуха в комплексе Лахта Центр

Какое давление воздуха нагнетают на лестницы и в шлюз? Не будет ли оно опасно, например, для гипертоников, которые и без того в стрессе и повышенной физической активности от пешего спуска?
Александр Гладилин:
— Разница давления должна быть нормативной, как предусмотрено в проекте: «Перепад давления на закрытых дверях эвакуационных выходов не должен превышать 150 Па»

Немногим более 1 мм ртутного столба плюсом к стандартному атмосферному – достаточно для отражения атак дыма, незаметно и безвредно для человека. И даже полезно, учитывая, зачем это делается.

Хорошо, лестница идет в ядре, и оно укроет от пожара на этаже – хоть первом, хоть последнем. Но что, если возгорание произойдет внутри самого ядра?

Ядерный вопрос


Вероятность этого настолько мала, насколько возможно. Там безопаснее, чем в вашем доме или в вашей машине. Во-первых — нечему гореть.

Все что располагается внутри ядра, попадает туда, только доказав свою негорючесть сертификатами и маркировками или будучи обработанным огнезащитными покрытиями. Во-вторых, все это негорючее царство оснащено противопожарными перегородками, отсечками и другими специальными приспособлениями –ловушками на пути огня.
Александр Гладилин:
— «…Все лифтовые шахты, лестничные клетки и прочие помещения, размещаемые в ядре, имеют противопожарные ограждающие конструкции. Лифтовые шахты отделены от эвакуационных лестниц по всей высоте противопожарными перегородками. Все лифтовые двери противопожарные. Материалы, применяемые для отделки лестниц и лифтов, сертифицированы как негорючие. Коммуникационные шахты отделены от помещений здания, а тем более внутри ядра, противопожарными перегородками с установленными противопожарными дверями и ревизионными лючками. На каждом уровне коммуникационные шахты разделены перекрытиями с выполненными в них специальными проходками. Выходы инженерных сетей из коммуникационных шахт заделаны специальными материалами, обеспечивающими огнестойкость проходки в соответствии с огнестойкостью противопожарной перегородки, перекрытия, стены….».

Очевидно — этот вопрос очень волновал и внимания ему уделили максимальное, призвав на помощь весь опыт и арсенал средств по охране главного пути эвакуации.

Тактико-технические характеристики


Спастись от дыма и огня, но подвернуть ногу в темноте узкого лестничного прохода? Если другой альтернативы нет, то вариант нормальный. Вниз отнесут спасатели, нога заживет … Вообще, к этой истории мы еще вернемся.

Что касается альтернатив, то они есть. Сделать хорошую лестницу – по нормативам и даже лучше. Что ее отличает?

Во-первых – ширина.

image
Эвакуационная лестница в ядре башни Лахта Центра

Нормативы явно отдают предпочтение стройным гражданам: минимально требуемая ширина равняется метру. Но, представьте, вниз идет тысячный поток покидающих здание, а вверх – сотни пожарных со своим оборудованием… Тесновато получается. Проектировщики это учли и выкроили дополнительные 35 % к нормативу. Итого – 1, 35 м – полноценная дорога с двусторонним движением.

Во-вторых – свет.

image
Эвакуационная лестница в ядре башни Лахта Центра

Есть верхнее освещение, а есть еще подсветка ступеней – точно видно, куда ставишь ногу.

image
Эвакуационная лестница в ядре башни Лахта Центра

Освещение будет работать, даже если случится какая-то беда на электростанции – включится резервное электропитание, которого хватит на несколько часов.

И главное – лестниц в ядре не одна, а две — в два раза быстрее эвакуация и есть вариант на случай, если один из путей будет заблокирован. Люди не окажутся в ловушке — их просто перенаправят на другую лестницу.

Сложно представить, как проектировщикам удалось уместить на компактной площади диаметром 26 м и шахты на 40 лифтов, и все коммуникации башни, и две лестницы со сверхнормативными сантиметрами ширины.

image
План ядра: эвакуационные выходы, тамбур-шлюзы и лестницы

Укрытие


В комментариях к предыдущему посту приводился отрывок из книги, посвященной теме выживания в катастрофах. В числе прочего, авторы исследования пришли к выводу, что во время событий 9/11 жертв могло быть меньше, но спасающиеся пропускали вперед тех, кто замедлял спуск – тучных людей, инвалидов… Просьба прокомментировать ситуацию с этими «ошибками», рассердила наших пожарных:
«Регламента никому не помогать никогда не было и не будет! Это человеческий фактор и воспитание индивидуума! На всех инструктажах и во всех нормативах по безопасности говорится, что при ЧС необходимо оповестить окружающих, помочь эвакуироваться раненым и немощным …»
.
Но все же – что делать тем, чьи возможности к такому спуску ограничены? Идти в «хвосте» колонны, чтобы не мешать остальным? Как себя будут чувствовать эти остальные? Делать сложный моральный выбор нет никакой необходимости.

Для тех, кому пешее путешествие вниз не по силам, на каждом этаже созданы зоны безопасности. Это – убежища, где организована система вентиляции с положительным балансом: при переходе в режим «Опасность» приточная вентиляция подает больше свежего воздуха, чем вытяжная удаляет. Образуется область повышенного давления, не позволяющего дыму проникать в укрытие. Зимой воздух дополнительно подогревают – чтобы не заморозить людей.

Можно ли там переждать весь пожар?

Теоретически, да. Но идея затаиться и ждать, пока минует опасность — плохая. Самый слабый элемент укрытия – перегородки и двери. Они могут противостоять огню один час. Почему именно столько?
«Расчетное время тушения этажа в нашем случае – не более часа»,
— поясняет Александр Гладилин. Впрочем, до исчерпания предела огнестойкости перегородок ждать никто не будет.

Внутри укрытия оборудована прямая связь с диспетчером. С ним нужно связаться сразу, оказавшись в зоне безопасности. От диспетчера сигнал пойдет к Руководителю тушения пожара. У того первая и главная задача — эвакуация, так что силы подразделения в первую очередь будут направлены на то, чтобы обеспечить выход из опасной зоны. Раненного отнесут на носилках, колясочника сопроводят в лифт — всех на выход из здания.

image
Эвакуация людей из здания. Фото с учений, РИА Новости, Игорь Онучин

image
Эвакуация из ТЦ «Персей для детей». Фото отсюда

Спасательная шлюпка и пожарная машина


В отличие от обитателей высотки, которым передвигаться на лифте во время пожара запрещено, спасатели могут использовать вертикальный транспорт. Лифт в такой ситуации — и спасательная шлюпка на которой эвакуируют людей из опасной зоны, и пожарная машина, с помощью которой ведут наступление. Для огнеборцев предназначены 5 лифтов, в том числе – тяжеловоз, грузоподъемностью 5 тонн, экспресс, со скоростью подъема 8 м/с и двухпалубный лифт, с возможностью остановки сразу на двух этажах. Общая грузоподъемность пожарного флота — 14, 4 тонны. Особенности пожарных лифтов: отдельные шахты, негорючее исполнение кабин и выходной шлюз, куда нагнетается воздух – так огонь не подступит к ним вплотную и пожарные на выходе не попадут в ловушку.

Дальнобойные стволы и другой арсенал


На каждом этаже для бойцов подготовлено специальное вооружение, ведь их собственная техника не сможет подать воду даже до середины башни. Кстати, именно это стало основной проблемой при тушении башни «Восток» комплекса «Федерация» в «Москва-Сити», о котором мы рассказывали в прошлой статье. Пожарным приходилось фактически на себе поднимать на 300-метровую высоту бочки с водой и помпы. В недостроенном небоскребе пожарный водопровод еще не работал.

image

Специально для Лахта Центра разработаны стволы, «стреляющие» тонкораспыленной водой в двух режимах. Для снижения температуры и защиты людей вода распыляется под давлением порядка 70 атмосфер широким конусом-облаком в 70 градусов на расстояние 10-12 м. Для тушения пожара рабочий конус сужается до 30 градусов, а дальнобойность при этом вырастает до 22-27 м. Похоже на мойку высокого давления, только с коротким распылителем.

image

Расход воды такого ствола – 1,5 л/сек. Для сравнения – стандартные пожарные стволы расходуют 3,6-7,4 л/сек. Именно экономичность сделала тонкораспыленную воду высокого давления основой системы пожаротушения Лахта Центра.

Уже на этапе проектирования комплекса стало ясно, что воды из водопроводной сети «Водоканала» не хватает для эффективного тушения пожара традиционными технологиями в столь масштабном сооружении. Создавать пожарный резервуар достаточного объема — примерно 125 тонн воды – как минимум не эффективно. А тонкораспыленная вода высокого давления для тушения пожаров уже была обкатана в конце 1990-х -начале 2000-х сначала на военных кораблях и нефтеналивных танкерах, а потом на океанских круизных лайнерах.

image

Затем она быстро нашла применение в строительстве, например, именно такая система установлена при реконструкции Большого театра в Москве.

image

Расчеты показали, что если использовать тонкораспыленную воду высокого давления в Лахта Центре, то с лихвой хватит и мощности водопровода. Максимальный расход при срабатывании всех систем – порядка 60 л/сек., и это в пять раз меньше, чем если бы пришлось применять традиционную систему. Плюс внутренний противопожарный водопровод, рассчитанный на восемь одновременно работающих стволов.

image
Трубы высокого давления системы ТРВ

Установки водяного пожаротушения обслуживаются двумя насосными станциями.

image
Насосы системы ТВР. При запуске за считанные минуты поднимают давление в противопожарном водопроводе более чем на 80 атмосфер!

Одна расположена на минус 1 этаже и обеспечивает тушение пожара в МФЗ, стилобате и на нижней половине этажей башни. Вторая установлена на высоте 50-го этажа и оборудована 12-кубовой емкостью, запаса воды в которой хватает для тушения пожара в течение 10 минут на верхних этажах. При снижении уровня воды в этой «бочке» включается нижний насос и восполняет израсходованное. Для надежности насосов подкачки целых четыре — два основных и два резервных. Они установлены попарно и работают последовательно.

Тонкое распыление


image

Насосная установка обеспечивает давление на оросителе в момент работы свыше 80 атмосфер. При таком высоком давлении вода, попадая в микродюзы оросителя, разбивается на мелкие капли.

image

Диаметр капли распылённой воды составляет 100–200 мкм. За счет такого размера при температуре выше 60 градусов вода быстро испаряется, снижая температуру окружающего воздуха. При этом в воздухе образуется мелкодисперсный туман, распространяющийся воздушными потоками, оседающий на всех поверхностях, и тем самым препятствующий распространению огня и частично связывающий продукты горения – сажу, газы, в том числе отравляющие.

image

image

Пожаротушение с помощью системы ТРВ на испытаниях:

image

Сохранение герметичности


У фасадов – своя защита. Для того, чтобы стекло не разрушилось от нагрева — помните про эффект каминной трубы при «разгерметизации» башни? — вдоль фасада через каждые 1,5 м на всех этажах также установлены оросители тонкораспыленной воды высокого давления. Они создают водяную завесу, снижающую температуру, а также — охлаждающую стекло.

image
Оросители для создания водяной завесы при испытаниях фасадных конструкций Лахта Центра

Испытания системы показали, что при температуре внутри помещения в 700 градусов, за 60 минут фасад нагревается лишь на 28-30 градусов, что очень далеко от критических значений. Также использование системы пожаротушения обеспечило двукратное снижение температуры и внутри испытательного стенда. Таким образом, если очаг окажется очень близко к фасаду, погасить пожар в самом его начале, в принципе, может одна только водяная завеса перед фасадами.

image
Испытания системы пожаротушения — водяной завесы для фасадного стекла Лахта Центра

Оросители включаются автоматически – после того как лопается колба, установленная в корпусе прибора, когда температура окружающего воздуха превышает 57 градусов.

Не бойтесь, газ!


image
Электрощитовая Лахта Центра

Тушение пожара – это не всегда про огонь и воду. Вода – точно не вариант для помещений с электрооборудованием. В серверных и электрощитовых — только газ.

Он весьма эффективен – заполняет весь объем помещения максимум за полминуты, потом еще немного, проветрили – и можно продолжать рабочий день. Проблема одна – что хладон, что углекислый газ для человека опасны. Их цель – молекула кислорода, принцип работы – снизить концентрацию O2 в воздухе в два раза – примерно до 12%. Углекислота в огнетушащей концентрации – сама по себе – яд. Это – проблема. Когда у тебя в запасе секунд 15 от начала тревоги до пуска газа – не обязательно даже противогаз надеть успеешь. К счастью, электрику не придется надевать кислородную маску, отправляясь в электрощитовую, не нужно переживать и за системного администратора, исполняющего свой долг в серверной.

image

В Лахта Центре применена наиболее современная система объёмного газового огнетушения — с помощью фторкетона — «сухой воды». Преимущественно он действует за счет охлаждения. В огнетушащих концентрациях не токсичен и экологически безвреден.

image
Баллоны с огнетушащим веществом Фторкетон ФК-5-1-12

***

Пожар – это наиболее очевидная угроза, с которой может столкнуться небоскреб. Использование негорючих материалов в ключевых для эвакуации зонах и пожароустойчивых несущих конструкций, система раннего обнаружения и оповещения, готовность к эвакуации, системы автоматического тушения огня, пожарная вентиляция и дымоудаление, быстрый доступ городских пожарных служб и собственная пожарная группа, выполняющая роль координаторов при эвакуации и взаимодействия со спасателями – пожалуй, это полный арсенал средств из придуманного на сегодня, чтобы свести возможный ущерб к минимуму и сделать пребывание в башне безопасным. Можно с уверенностью сказать – у Лахта Центра нет никаких шансов, чтобы однажды стать декорацией к событиям, подобным в описываемых к фильму «Небоскреб».

***
Благодарим за помощь в подготовке материала Александра Гладилина — ведущего инженера по противопожарным системам и Александра Смирнова — инженера по пожарной безопасности отдела ОТ и ПБ Лахта Центра

***
В эти дни в Екатеринбурге проходит ежегодный форум, посвященный уникальному и высотному строительству в России — Forum 100+Russia. Хэдлайнер этого года — тематическая сессия, посвященная Лахта Центру. С докладами выступят пять топовых специалистов, включая главного инженера Лахта Центра Сергея Никифорова и академика, одного из создателей Останкинского телебашни Владимира Травуша. Прямое включение сессии из Екатеринбурга доступно тут. Эфир стартует сегодня через несколько минут.
+62
11,7k 34
Комментарии 94
Похожие публикации
Популярное за сутки