Определяем среднеобъемную температуру на пожаре

Среднеобъемная температура пожара может быть определена следующим образом:

- определяем плотность теплового потока:

,

где: - коэффициент химического недожога (приложение 4);

- массовая скорость выгорания материала, (приложение 5)

- площадь пожара в помещении, для которого определяется среднеобъемная температура, м²;

- низшая массовая теплота сгорания, кДж/кг (приложение 5);

- площадь поверхности теплообмена;

- соответственно площадь пола, перекрытия и стен помещения, в котором определяется среднеобъемная температура, .

Если в помещении горит несколько веществ одновременно, то значения и принимаются как средние арифметическое.

С развитием пожара и владением сил и средств по повышенному номеру вызова увеличивается количество и площадь проемов, участвующих в газообмене: открываются двери для введения стволов на ликвидацию горения, вскрываются дымовые люки, остекление оконных проемов и световых фонарей и т. д. В данной работе можно принять, что вскрытие остекления происходит, когда фронт горения достигает окон, или среднеобъемная температура в помещении составляет 200 – 250 .

При расположении проемов на одном уровне площадь приточных отверстий принимается равной 1/3 площади проемов, участвующих в газообмене, а при расположении проемов на разных уровнях в качестве принимается площадь нижних проемов, работающих на приток воздуха.

По полученным значениям и величине количества воздуха, необходимого для полного сгорания 1 кг вещества (приложение 5), согласно графику (приложение 7) находят коэффициент избытка воздуха .

Зная q, и , по номограмме (приложение 8) определяют среднеобъемную температуру пожара.

3.3.5. Определяем степень задымленности помещений (только для производственных, складских помещений, КЗУ).

Для оценки степени задымления в горящем помещении необходимо определить высоту расположения нейтральной зоны , которая может быть вычислена по формулам:

- если проемы расположены на одном уровне, то:

Н_пр

- если проемы расположены на разных уровнях, то

,

S₂

h₁ Н

Н_п S₁

где: - высота наибольшего проема, м;

, - соответственно плотность наружного воздуха и продуктов горения, (приложение 6);

соответственно пощади приточных и вытяжных отверстий, ;

– высота приточного отверстия, м;

Н – расстояние между центрами приточных и вытяжных отверстий, м.

Слушатели должны представить схему газообмена с указанием высоты расположения нейтральной зоны от уровня пола помещения.

На основании полученных выше данных слушатель характеризует сложившуюся на пожаре обстановку (что горит и на какой площади, куда распространилось горение, возможные пути распространения горения, характеристика продуктов горения, условия работы личного состава в горящем и смежных помещениях, поведение ограждающих конструкций и т.д.)

После определения возможной обстановки на пожаре необходимо рассчитать требуемое количество сил и средств для локализации пожара.

Расчет сил и средств

Расчет сил и средств, производится по общей методике до момента локализации с учетом особенностей тушения пожара на данном объекте.

3.4.1. Определяем площадь тушения (площадь локализации):

В зависимости от того, каким образом введены силы и средства, тушение в данный момент может осуществляться с охватом всей площади, только части ее или путем заполнения объема горящего помещения огнетушащими веществами. При этом расстановка сил и средств, производится по всему периметру площади пожара или по фронту его распространения.

Если в данный момент сосредоточенные силы и средства обеспечивают тушение пожара на всей площади горения, то расчет их производится по площади пожара, которая численно равняется площади тушения (S_T).

Если в данный момент обработка всей площади пожара огнетушащими средствами не обеспечивается, то силы и средства сосредоточиваются по периметру или фронту локализации для поэтапного тушения. В этом случае расчет их осуществляется по площади тушения на первом этапе, считая от внешних границ площади пожара.

Площадь тушения определяется по формулам:

- для прямоугольного развития пожара:

,

где: n – количество направлений введения стволов на путях распространения горения;

а – ширина фронта распространения горения, м;

– глубина тушения (для ручных стволов принимается равной 5м, для лафетных – 10м);

- для круговой, полукруговой и угловой формы пожара:

,

где: k – коэффициент, учитывающий форму пожара (для круговой формы пожара k = 1, полукруговой – k = 0,5, угловой – k = 0,25);

– 3,14;

R – радиус площади пожара на момент введения стволов последним подразделением по вызову № 2 (3) , м;

– радиус площади пожара, на которую не подается огнетушащее вещество, м.

3.4.2. Определяем требуемый расход огнетушащего вещества на тушение пожаров и защиту объектов, которым угрожает опасность по формуле:

Q^т_тр=П_т∙ J^н_тр ,

где: - требуемый расход огнетушащего средства на тушение пожара, л/с, м³/с;

П_т - величина расчетного параметра тушения пожара: площадь (S_п или S_т) м², объем (W) м³, периметр или фронт (Р_т, Ф_т) м;

J^н_тр - нормативная интенсивность подачи огнетушащего состава для тушения пожара: поверхностная (J_s) л/м²·с, кг/м²·с, объемная (J_w) кг/м³·с, л/м³·с; линейная (J_л) л/м·с (приложение 9).

Поверхностная интенсивность является преимущественным показателем в расчетах сил и средств, для тушения подавляющего большинства пожаров. Линейная интенсивность подачи огнетушащего средства для тушения пожаров в таблицах, как правило, не приводится. Она зависит от обстановки на пожаре и может быть вычислена по формуле:

J^тр_л = J^н_тр · h_т ,

где h_т - глубина обработки горящей площади водяными струями, м.

Для определения требуемого расхода воды на защиту можно воспользоваться формулой:

Q^з_тр = П_з· J^з_тр ,

где - требуемый расход воды на защиту, л/с.;

П₃ - величина расчетного параметра защиты (площадь - м², периметр или часть длины защищаемого участка – м);

- требуемая интенсивность подачи воды для защиты в зависимости от принятого расчетного параметра: поверхностная — л/м²·с, линейная л/м·с.

В случае отсутствия данных в нормативах, она устанавливается исходя из сложившейся обстановки и тактических соображений или ориентировочно принимается уменьшенной в четыре раза по сравнению с требуемой интенсивностью подачи на тушение пожара:

J^з_{тр =} 0,25∙J^н_тр.

Формула суммарного требуемого расхода огнетушащего вещества на тушение пожара и защиту будет иметь следующий вид:

Q^общ_тр = Q^т_тр + Q^з_тр .

При объемном тушении пожара пеной средней или высокой кратности требуемый расход пены для заполнения помещения определяют по формуле:

где - требуемый расход пены, м³/мин;

W_п — объем, заполняемый пеной, м³;

К₃ - коэффициент, учитывающий разрушение пены, принимаемый в пределах 1,5 - 5;

t_р - расчетное время тушения пожара, мин.

3.4.3. Определяем необходимое количество технических приборов подачи огнетушащих веществ (стволов, пеногенераторов, пеноподъемников и других) на тушение пожара и защиту объектов (участков), которым угрожает опасность по следующим общим уравнениям:

где: - соответственно количество технических приборов подачи огнетушащих веществ на тушение пожара и для защиты (водяных стволов, СВП, ГПС), шт.;

- соответственно требуемый расход огнетушащего вещества (воды, раствора, пены и др.) на тушение пожара и для защиты, л/с, кг/с;

- расход огнетушащего вещества из технического прибора подачи (воды, растворов, пены, порошка и т. п.), л/с, кг/с.

При осуществлении защитных действий водяными струями нередки случаи, когда необходимое количество стволов определяют не по выше приведенной формуле, а по количеству мест защиты, исходя из условий обстановки, оперативно-тактических факторов.

Например, при пожаре на одном или нескольких этажах здания с ограниченными условиями распространения огня стволы для защиты подаются в смежные с горящим помещения, в нижний и верхний от горящего этажи исходя из количества мест защиты и обстановки на пожаре. При горении на этаже коридорного типа стволы вводятся на направление распространения огня в каждое помещение по сторонам коридора, с обязательным введением 1-2 стволов в коридор для защиты работающих ствольщиков.

Если имеются условия для распространения огня по пустотам, вентиляционным каналам и шахтам, то стволы для защиты подаются в смежные с горящим помещения, вверхние этажи, вплоть до чердака, в нижние этажи, вплоть до подвала, исходя из обстановки на пожаре. Количество стволов в смежных помещениях, в нижнем и верхнем от горящего этажах должны соответствовать количеству мест защиты по тактическим условиям осуществления основных действий, а на остальных этажах и на чердаке их должно быть не менее одного.

Общее количество приборов, необходимых для подачи огнетушащих веществ, определяется из уравнения:

Следует помнить, что необходимое количество стволов на тушение в зданиях целесообразно определять не по общей площади пожара, а по отдельному количеству очагов горения. Если при расчете принимается общая площадь пожара, то полученное число стволов необходимо согласовывать с тактическими условиями и окончательно принимать по количеству мест (позиций) тушения.

Например, при горении на нескольких этажах или в помещениях на одном этаже количество стволов определяют из расчета, а принимают не менее числа, равного количеству мест осуществления основных действий.

При пожарах в складских помещениях, где хранятся ценности на стеллажах или в штабелях, количество стволов определяется по общей методике расчета и окончательно принимается по формуле:

N_ств = к·(n · m) + А,

где: N_ст – требуемое количество стволов определенного типа;

к – коэффициент, зависящий от высоты стеллажа;

к = 1 при высоте стеллажа ≤ 12 метров;

к = 2 при высоте стеллажа от 12 до 20 метров;

к = 3 при высоте стеллажа > 20 метров.

При этом стволы во втором и третьем случае подают лафетные, с использованием подъемников и вышек.

n – число направлений ввода (один или два),

m – число проходов между горящими стеллажами,

А – число проходов между горящим и соседним не горящим стеллажами.

Требуемое количество воздушно-пенных стволов СВП и генераторов пены средней кратности (ГПС) для поверхностного тушенияопределяется исходя из требуемого расхода раствора или площади тушения одним стволом:

где: - соответственно количество воздушно-пенных стволов генераторов, шт.;

- требуемый расход раствора пенообразователя , л/с;

- соответственно, расход раствора из воздушно-пенного ствола или генератора, л/с;

- соответственно площадь тушения одним воздушно-пенным стволом или генератором за расчетное время, м².

Требуемое количество генераторов для объемного тушения пожара пенойопределяется по следующим формулам:

где: - количество генераторов типа ГПС, шт;

- объем помещения, заполняемый пеной, м³;

- расход пены из генератора, м³/мин.;

- расчетное время тушения пожара;

- объем тушения одним генератором, м³,

где Кз - коэффициент, учитывающий разрушение пены. В расчетах принимается равным 3 для подвалов, установок, тоннелей и 5 для трюмов кораблей.

В практических расчетах следует иметь в виду, что один ГПС-600 обеспечивает тушение пожара в объеме 120 м³, а ГПС-2000 - 400 м³.

Тогда

3.4.4. Определяем фактический расход огнетушащего вещества на тушение пожара и защиту:

В общем, виде фактический расход определяется по формуле:

где - фактический расход огнетушащего вещества (воды, пены, пенообразователя и т. п.), л/с, кг/с, м³/с;

- соответственно фактический расход огнетушащего вещества на тушение пожара и для защиты, л/с, кг/с, м³/с.

Фактический расход находится в зависимости от количества и тактико-технической характеристики приборов подачи огнетушащих веществ (водяных стволов, СВП, ГПС и других). С учетом этой зависимости фактические расходы на тушение пожара и для защиты определяются по формулам:

По фактическому расходу оценивают действительную скорость сосредоточения огнетушащих веществ и возможность локализации пожара по сравнению с требуемым расходом, определяют необходимое количество пожарных машин основного назначения с учетом использования насосов на полную тактическую возможность, обеспеченность объекта водой и другие показатели.

Фактический расход огнетушащих средств не может быть меньше требуемого, что является основным условием локализации пожара.