Прогнозирование обстановки на пожаре к моменту прибытия первых подразделений на тушение

Определяем обстановку на пожаре к моменту прибытия на пожар пер­вых подразделений. Она определяется расчетом, при этом используются данные, полученные при расчете динамики опасных факторов пожара. На основании анализа полученных данных производится расчет сил и средств, оценка обстановки на пожаре, намечаются действия первых подразделе­ний.

Первые подразделения прибывают на пожар через 4 мин после его на­чала. В это время площадь пожара составляет 28м², среднеобъемная температура в помещении составляет 418°С, тогда температура на уровне рабочей зоны (принимаем 1,7 м) для личного состава будет составлять (формулап.4.1):

При такой температуре личный состав должен работать в средствах защиты от повышенной температуры.

Высота плоскости равных давлений на 4 минуте пожара составляет 2.25 м, это ухудшает видимость на пожаре. Все имеющиеся открытые про­емы будут работать в смешанном режиме газообмена, т. е. через верхние части проемов, расположенных выше плоскости равных давлений, будут истекать дымовые газы из помещения, а в нижней части проемов будет подсос наружного воздуха. С учетом направления ветра, независимо от высоты расположения нейтральной плоскости, возможно задымление по­мещений и прилегающей территории с подветренной стороны. План по­мещения и схемы газообмена помещения с окружающей средой через от­крытые проемы показана на рисунке п.5.1.

Среднеобъемная оптическая плотность дыма в помещении на 4 минуте пожара составляет 3.949Нп/м.

На уровне рабочей зоны значение оптической плотности дыма будет составлять:

Тогда дальность видимости на уровне рабочей зоны составит:

l_вид=2,38/

l_вид =16,64 м

Среднеобъемное значение парциальной плотности кислорода в поме­щении на 4 минуте пожара составляет 0,07424 кг/м³ (рисунок п.4.1).

Содержание кислорода на рабочем уровне составит:

Полученное значение парциальной плотности кислорода ниже крити­ческого значения, поэтому необходимо предусмотреть работу личного со­става в средствах индивидуальной защиты органов дыхания.

Среднеобъемное значение парциальной плотности оксида углерода в поме­щении на 4 минуте пожара составляет 0,001392 кг/м³ (рисунок п.4.2).

Содержание оксида углерода на рабочем уровне составит:

Полученное значение парциальной плотности оксида углеродавыше крити­ческого значения, поэтому необходимо предусмотреть работу личного со­става в средствах индивидуальной защиты органов дыхания.

Среднеобъемное значение парциальной плотности диоксида углерода в поме­щении на 4 минуте пожара составляет 0,01839 кг/м³ (рисунок п.4.3).

Содержание диоксида углерода на рабочем уровне составит

Полученное значение парциальной плотности диоксида углерода ниже критического значения, поэтому для личного состава этот опасный фактор пожара не опасен.

Исходные условия для ИРКР, результаты расчетов и итоги

Исследования

1. Проведем расчет критической продолжительности пожара и времени блокирования эвакуационных путей по формулам, приведенным в [3].

Расчет τ_бл производится для наиболее опасного варианта развития по­жара, характеризующегося наибольшим темпом нарастания ОФП в рас­сматриваемом помещении. Сначала рассчитывают значения критической продолжительности пожара (τ_кр) по условию достижения каждым из ОФП предельно допустимых значений в зоне пребывания людей (рабочей зоне): по повышенной температуре τ_Т:

(п.6.1)

по потери видимости τ_пв:

(п.6.2)

по пониженному содержанию кислорода:

(п.6.3)

по каждому из газообразных продуктов горения:

(п.6.4)

(6.5)

Для горения твердых горючих веществ применяется формула:

(п.6.5)

и n=3

(п.6.6)

где В - размерный комплекс, зависящий от теплоты сгорания материала и свободного объема помещения, кг;

t₀- начальная температура воздуха в помещении, °С;

n - показатель степени, учитывающий изменение массы выгорающего материала во времени;

А - размерный параметр, учитывающий удельную массовую скорость выгорания горючего материала и площадь пожара, кг/cⁿ;

z - безразмерный параметр, учитывающий неравномерность распределе­ния ОФП по высоте помещения;

Q_н - низшая теплота сгорания материала, МДж/кг;

С_р - удельная изобарная теплоемкость газа МДж/(кг·К);

φ - коэффициент теплопотерь;

η- коэффициент полноты горения;

λ-коэффициент отражения предметов на путях эвакуации;

Е- начальная освещенность, лк;

l_пр - предельная дальность видимости в дыму, м;

D_m - дымообразующая способность горящего материала, Нп·м²/кг;

L - удельный выход токсичных газов при сгорании 1 кг материала, кг/кг;

X - предельно допустимое содержание токсичного газа в помещении, кг/м³(Х_СO2=0,11 кг/м³;Хсо = 1,16·10^-3кг/м³; Х_HCL=23·10^-6 кг/м³);

L_o2 - удельный расход кислорода, кг/кг;

ψ_F– удельная массовая скорость выгорания, кг/(м²·с);

V_л – линейная скорость распространения пламени, м/с;

При отсутствии специальных требований значения α и Е принимаются равными 0,3 и 50 лк соответственно, а значение l_пр=20 м.

Свободный объем помещения соответствует разности между геометрическим объемом и объемом оборудования или предметов, находящихся внутри. Если рассчитывать свободный объем невозможно, допускается принимать его равным 80% геометрического объема.

Коэффициент телопотерь φ представляет собой долю поглощенного ограждающими конструкциям помещения Q_wот выделившегося на пожаре Q^н_р·ψ_F·η:

(п.6.7)

Значение коэффициента теплопотерь φ зависит от большого числа параметров (размеров помещения, количества горючего материала, свойств ограждений и др. ), и, кроме того, изменяется во времени по мере развития пожара.

При расчетах параметров пожара в его начальной стадии коэффициент теплопотерь можно принять постоянным, равный 0,3

Тогда,

v_св=0,8*24*9*4,2

v_св=725,7 м³

Рассчитываем критическую продолжительность пожара по каждому опасному фактору:

по температуре:

по потери видимости:

по пониженному содержанию кислорода:

по содержанию оксида углерода:

под знаком логарифма отрицательное число, что означает – критического значения концентрация СОне достигается.

по содержанию двуокиси углерода:

под знаком логарифма отрицательное число, что означает – критического значения концентрация СО₂ не достигается.

Минимальное значение критической продолжительности пожара (по потери видимости) составляет секунды. Тогда время блокирования эвакуационных путей составит:

τ_бл=0,8· 67 /60

τ_бл=0,89 мин

Расхождения в значениях времени блокирования эвакуационных путей, рассчитанного по программе INTMODELи по методике [3], составляет почти 100%. Это может быть из-за того, что, во-первых, неверно задано значение коэффициента теплопотерь φ; во-вторых, как показали проведенные расчеты на ЭВМ (таблица п.3.3), в начальный период пожара не выполняется условие G_в=0.

Значит расчет по программе дает наиболее точное значение τ_бл.

Литература

1. Федеральный закон «Технический регламент о требованиях пожар­ной безопасности». 2008.

2. Методика определения расчетных величин пожарного риска в здани­ях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожар­ной опасности. Приложение к приказу МЧС России от 30.06.2009 № 382.

3. Методика определения расчетных величин пожарного риска на про­изводственных объектах. Приложение к приказу МЧС России от 10.07.2009 № 404.

4. Пособие по определению пределов огнестойкости конструкций, пре­делов распространения огня по конструкциям и групп возгораемости мате­риалов (к СНиП П-2-80). - М., 1985.

5. Пожарная безопасность зданий и сооружений. СНиП 21-01-97*.

6. Пузач С.В. Методы расчета тепломассообмена при пожаре в поме­щении и их применение при решении практических задач пожаровзрыво- безопасности. - М| Академия ГПС МЧС России, 2003.

7. Рыжов A.M., Хасанов И.Р., Карпов А.В. и др. Применение полевого метода математического моделирования пожаров в помещениях. Методи­ческие рекомендации. - М.: ВНИИПО, 2003.

8. Определение времени эвакуации людей и огнестойкости строитель­ных конструкций с учетом параметров реального пожара: Учебное посо­бие/ Пузач С.В., Казенное В.М., Горностаев Р.П. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2005. 147 л.

9. Астапенко В.М., Кошмаров Ю.А., Молчадский И.С., Шевляков А.Н. Термогазодинамика пожаров в помещениях.- М.: Стройиздат, 1986.

10. Мосалков И.Л., Плюсина Г.Ф., Фролов А.Ю. Огнестойкость строи­тельных конструкций. - М.: Спецтехника, 2001.

11. Кошмаров Ю.А. Прогнозирование опасных факторов пожара в по­мещении: Учебное пособие. - М.: Академия ГПС МВД России, 2000.

12. Драйздейл Д. Введение в динамику пожаров. - М., Стройиздат, 1988.

13. Яковлев А.И. Расчет огнестойкости строительных конструкций. - М.: Стройиздат, 1988.

14. Кошмаров Ю.А. Теплотехника: учебник для вузов. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. - 501 е.: ил.

15. Задачник по термодинамике и теплопередаче./ Под ред. Кошмарова Ю.А. Часть 3 - М.: Академия ГПС МВД РФ, 2001.