Определение критической продолжительности пожара для выбранной схемы его развития
Расчет tкрj производится в следующей последовательности. Сначала находится значение комплекса В
где Q - низшая теплота сгорания материала, охваченного племенем (при рассматриваемой схеме), MДж·кг-1; V – свободный объем помещения, м3.
Затем рассчитывается параметр по формуле
.
Далее определяется критическая продолжительность пожара для данной j-й схемы развития по каждому из опасных факторов:
а)повышенной температуре
,
где t0- начальная температура в помещении, °С;
б)потере видимости
,
где α – коэффициент отражения (альбедо) предметов на путях эвакуации; Е – начальная освещенность путей эвакуации, лк; D - дымообразующая способность горящего материала, Нп·м2·кг-1;
в)пониженному содержанию кислорода
,
где LО2- расход кислорода на сгорание 1 кг горящего материала, кг·кг-1
г)каждому из газообразных токсичных продуктов горения
,
где х -предельно допустимое содержание данного газа в атмосфере помещения, кг·м-3(хСО2 = 0,11 кг·м-3; хСО =1,16·10-3кг·м-3; хHCl = 23·10-6кг·м-3 .
Определяется критическая продолжительность пожара для данной расчетной схемы
,
где i = 1, 2, ... n - индекс токсичного продукта горения.
При отсутствии специальных требований значения α и Е принимаются равными соответственно 0,3 и 50 лк.
Определение наиболее опасной схемы развития пожара в помещении
После расчета критической продолжительности пожара для каждой из выбранных схем его развития находится количество выгоревшего к моменту tкр j материала 
.
Каждое значение в рассматриваемой j-й схеме сравнивается с показателем Mj. Расчетные схемы, при которых mj>Мj, как уже отмечалось, исключаются из дальнейшего рассмотрения. Из оставшихся расчетных схем выбирается наиболее опасная, т.е. та, для которой критическая продолжительность минимальна tкр = min{tкрj}.
Полученное значение tкр является критической продолжительностью пожара для данной рабочей зоны в рассматриваемом помещении.
Определение необходимого времени эвакуации
Необходимое время эвакуации людей из данной рабочей зоны рассматриваемого помещения рассчитывается по формуле:
,
где кб- коэффициент безопасности, кб = 0,8.
Исходные данные для расчетов могут быть взяты из табл. 1-4 приложения или из справочной литературы.
Примеры расчета
Пример1. Определить необходимое время эвакуации людей из зрительного зала кинотеатра. Длина зала равна 25 м, ширина - 20 м. Высота зала со стороны сцены - 12 м, с противоположной стороны - 9 м. Длина горизонтального участка попа у сцены на нулевой отметке равна 7 м. Балкон зрительного зала расположен на высоте 7 м от нулевой отметки. Занавес массой 50 кг выполнен из ткани со следующими характеристиками: Q= 13,8 МДж·кг-1; D= 50 Нп·м2·кг-1; LO2,= 1,03 кг·кг-1; LСО2= 0,203 кг·кг-1; LСО= 0,0022 кг·кг-1; ψ = 0,0115 кг·м2·c-1; VB = 0,3 м·с-1;VГ= 0,013 м·с-1. Обивка кресел - пенополиуретан, обтянутый дерматином. Начальная температура в зале равна 25 °С, начальная освещенность - 40 лк, объем предметов и оборудования - 200 м3.
1.Определяем геометрические характеристики помещения.
Геометрический объем равен
.
Приведенная высота Н определяется, как отношение геометрического объема к площади горизонтальной проекции помещения
.
Помещение содержит две рабочие зоны: партер и балкон. В соответствии с указаниями, приведенными в разделе (2.1.1), находим высоту каждой рабочей зоны
для партера h= 3 + 1,7 - 0,5 - 3 = 3,2 м;
для балкона h= 7 + 1,7 - 0,5 - 3 = 7,2 м.
Свободный объем помещения V = 5460 - 200 = 5260 м3.
2.Выбираем расчетные схемы пожара. Принципиально возможны два варианта возникновения и распространения пожара в данном помещении: по занавесу и по рядам кресел. Однако загорание дерматиновой обивки кресла от малокалорийного источника трудноосуществимо и может быть легко ликвидировано силами находящихся в зале людей.
Следовательно, вторая схема практически нереальна и отпадает.
По формуле (4) находим
А= 0,667-0,0115-0,013-0,3 = 2,99·10-5 кг·с-3; n = 3.
3.Определяем tкр при α = 0,3, В = 351 кг.
Параметр z находим для двух рабочих зон:
для балкона 
для партера 
.
Последующие расчеты tкр проводим для каждой из рабочих зон.
Для балкона:
(отрицательное число под знаком логарифма означает, что диоксид углерода в данном случае не представляет для человека опасность и в расчет не берется);
(оксид углерода также не опасен).
Следовательно, для балкона 
= 65 с.
Аналогичный расчет производим и для партера:
Значение z для партера меньше, чем для балкона. Следовательно, выделение токсичных продуктов горения не будет опасным для человека и в этой рабочей зоне. Тогда для партера tкр= {151,102,160} = 102 с.
4.Проверяем, опасна ли выбранная расчетная схема
для балкона m= 2,99·10-5 (65)3 = 8,2 кг<50 кг;
для партера m= 2,99·10-5·(102)3 = 31,7 кг<50 кг.
Следовательно, схема опасна для обеих рабочих зон.
5.Определяем необходимое время эвакуации людей
из партера tнб= 0,8·102 = 82 c= 1,4 мин;
с балкона tнб= 0,8·65 = 52 c= 0,9 мин.
Пример2. Определить необходимое время эвакуации людей из помещения подготовительного цеха льнокомбината, имеющего размеры 54×212×6 м.Горючий материал (лен) в количестве 1500 кг равномерно разложен на площади230×18 м, еще 250 кг находятся на ленте транспортера шириной 2 м. Рабочая зона людей расположена на отметке 8 м. Начальные значения температуры и освещенности в помещении соответственно 20 °С и 60 лк.
1.Определяем геометрические характеристики помещения:
Н= 6 м; h= 1,8 + 1,7 + 0,5·0 = 3,5 м;
V= 0,8·(54 212 6) = 54950 м3.
2.Выбираем расчетные схемы развития пожара. Поскольку возможно загорание как складируемого, так и транспортируемого льна, таких схем будет две. Для первой из них по формуле (2) находим
A1 = 1,05·0,0213·(0,05)2= 5,59·10-5 кг·с-2; n = 3,
значения ψ и V взяты из приложения.
Соответственно, для второй схемы по формуле (3)
А2= 0,0213·0,05·2 = 2,13·10-3 кг·с-2; n = 2.
3.Проводим расчет tкр1и tкр2согласно рекомендациям, содержащимся в разделе 2.1.3. Принимаем α= 0,3. Остальные исходные данные берем из условия задачи, а также из приложения, учитывая, что при горении льна наиболее опасными токсичными продуктами горения являются оксид и диоксид углерода.
Определяемtкр1,В = 3227 кг; 
.
Тогда
(отрицательное число под знаком логарифма означает, что повышение содержания СО в данном случае неопасно и может не приниматься во внимание);
(диоксид углерода также не принимается в расчет).
Таким образом tкр= {191,363,175} = 175 с.
Определяемtкр2.В = 3227 кг; z= 1,32.
Тогда
Увеличение содержания в атмосфере оксида и диоксида углерода в данном случае также неопасно для человека. Следовательно,
tкр2= min{429,374, 1119} = 374 с.
4.Определяем m1и m2следующим образом
m1 = 5,59·10-5(175)3 = 300 кг;
m2 = 2,13·10-3(374)2 = 298 кг.
Посколькуm2= 298 кг>М2 = 250 кг, вторая схема из рассмотрения исключается. Следовательно, tкр= tкр1= 175 с.
5.Определяем необходимое время эвакуации людей из помещения tнб = 0,8·175 = 140с = 2,3 мин.
Пример3. Требуется найти необходимое время эвакуации людей из механообрабатывающего цеха размером 104×72×16,2 м, в котором произошел аварийный разлив и загорание масла на площади 420 м2. Люди находятся на нулевой отметке. Время установления стационарного режима выгорания масла 900 с /4/. Характеристики горения масла:
Q = 41,9 МДж·кг-1; D = 243 Нп·м2·кг-1; LO2= 0,282 кг·кг-1; LCO2= 0,7 кг·кг-1; ψ= 0,03 кг·м-2·с-1.
1.Определяем геометрические характеристики помещения:
h = 1,7 м; V = 0,8·104·72·16,2 =97044 м3.
2.Для случая нестационарного горения жидкости на постоянной площади по формуле (1)находим:
3.Определяем tкрпри α = 0,3 и Е = 40 лк. В = 2136 кг; 
.
Тогда
;
;
tкр= min{362,135} = 135 с.
4.Рассчитываем необходимое время эвакуации людей из помещения
tнб = 0,8·135 = 108с = 1,8 мин.
Исходные данные для проведения расчетов*
Таблица 1
Удельная массовая скорость выгорания и низшая теплота сгорания веществ и материалов
*Данныетабл. 1-4 взяты из работ /1, 3,4/.
| Вещества и материалы | Удельная массовая скорость выгорания ψ×103, кг·м2·с-1 | Низшая теплота сгорания Q, кДж·кг-1 |
| Бензин | 61,7 | |
| Ацетон | 44,0 | |
| Диэтиловый эфир | 60,0 | |
| Бензол | 73,3 | |
| Дизельное топливо | 42,0 | |
| Керосин | 48,3 | |
| Мазут | 34,7 | |
| Нефть | 28,3 | |
| Этиловый спирт | 33,0 | |
| Турбинное масло (ТП-22) | 30,0 | |
| Изопропиловый спирт | 31,3 | |
| Изопентан | 10,3 | |
| Толуол | 48,3 | |
| Натрий металлический | 17,5 | |
| Древесина (бруски) W = 13,7 % | 39,3 | |
| Древесина (мебель в жилых и административных зданиях W = 8-10 %) | 14,0 | |
| Бумага разрыхленная | 8,0 | |
| Бумага (книги, журналы) | 4,2 | |
| Книги на деревянных стеллажах | 16,7 | |
| Кинопленка триацетатная | 9,0 | |
| Карболитовые изделия | 9,5 | |
| Каучук СКС | 13,0 | |
| Каучук натуральный | 19,0 | |
| Органическое стекло | 16,1 | |
| Полистирол | 14,4 | |
| Резина | 11,2 | |
| Текстолит | 6,7 | |
| Пенополиуретан | 2,8 | |
| Волокно штапельное | 6,7 | |
| Волокно штапельное в кипах 40×40×40 см | 2,5 | |
| Полиэтилен | 10,3 | |
| Полипропилен | 14,5 | |
| Хлопок в тюках ρ = 190 кг·м-3 | 2,4 | |
| Хлопок разрыхленный | 21,3 | |
| Лен разрыхленный | 21,3 | |
| Хлопок + капрон (3:1) | 12,5 |
Таблица 2
Линейная скорость распространения пламени по поверхности материалов
| Материалы | Средняя линейная скорость распространения пламени V×102, м·с-1 |
| Угары текстильного производства в разрыхленном состоянии | 10,0 |
| Корд | 1,7 |
| Хлопок разрыхленный | 4,2 |
| Лен разрыхленный | 5,0 |
| Хлопок + капрон (3:1) | 2,8 |
| Древесина в штабелях при различной влажности, в % | |
| 8-12 | 6,7 |
| 16-18 | 3,8 |
| 18-20 | 2,7 |
| 20-30 | 2,0 |
| более 30 | 1,7 |
| Подвешенные ворсистые ткани | 6,7-10 |
| Текстильные изделия в закрытом складе при загрузке 100 кг·м-2 | 0,6 |
| Бумага в рулонах в закрытом складе при разгрузке 140 кг·м-2 | 0,5 |
| Синтетический каучук в закрытом складе при загрузке свыше 290 кг·м-2 | 0,7 |
| Деревянные покрытия цехов большой площади, деревянные стены и стены, отделанные древесноволокнистыми плитами | 2,8-5,3 |
| Соломенные и камышитовые изделия | 6,7 |
| Ткани (холст, байка, бязь): | |
| по горизонтали | 1,3 |
| в вертикальном направлении | |
| в нормальном направлении к поверхности тканей при расстоянии между ними 0,2 м | 4,0 |
Таблица 3
Дымообразующая способность веществ и материалов
| Вещества и материалы | Дымообразующая способность D, Нп·м2 кг-1 | |
| Тление | Горение | |
| Бутиловый спирт | - | |
| Бензин А-76 | - | |
| Этилацетат | - | |
| Циклогексан | - | |
| Толуол | - | |
| Дизельное топливо | - | |
| Древесина | ||
| Древесное волокно (береза, осина) | ||
| ДСП, ГОСТ 10632-77 | ||
| Фанера, ГОСТ 3916-65 | ||
| Сосна | ||
| Береза | ||
| Древесноволокнистая плита (ДВП) | ||
| Линолеум ПВХ, ТУ 21-29-76-79 | ||
| Стеклопластик, ТУ 6-11-10-62-81 | ||
| Полиэтилен, ГОСТ 16337-70 | ||
| Табак "Юбилейный" 1 сорт, рл. 13 % | ||
| Пенопласт ПВХ-9, СТУ 14-07-41-64 | ||
| Пенопласт ПС-1-200 | ||
| Резина, ТУ 38-5-12-06-68 | ||
| Полиэтилен высокого давления (ПЭВФ) | ||
| Пленка ПВХ марки ПДО-15 | ||
| Пленка марки ПДСО-12 | ||
| Турбинное масло | - | |
| Лен разрыхленный | - | 3,37 |
| Ткань вискозная | ||
| Атлас декоративный | ||
| Репс | ||
| Ткань мебельная полушерстяная | ||
| Полотно палаточное |
Таблица 4
Удельный выход (потребление) газов при горении веществ и материалов
| Вещество или материал | Удельный выход (потребление) газов Li, кг·кг-1 | |||
| LCO | LCO2 | LO2 | HHCl | |
| Хлопок | 0,0052 | 0,57 | 2,3 | - |
| Лен | 0,0039 | 0,36 | 1,83 | - |
| Хлопок + капрон (3:1) | 0,012 | 1,045 | 3,55 | - |
| Турбинное масло ТП-22 | 0,122 | 0,7 | 0,282 | - |
| Кабели АВВГ | 0,11 | - | - | 0,023 |
| Кабели АПВГ | 0,150 | - | - | 0,016 |
| Древесина | 0,024 | 1,51 | 1,15 | - |
| Керосин | 0,148 | 2,92 | 3,34 | - |
| Древесина, огнезащищенная препаратом СДФ-552 | 0,12 | 1,96 | 1,42 | - |
Приложение 6
Пример таблицы соответствия объемно-планировочных решений объекта требованиям пожарной безопасности
| № п/п | Что проверяется | Предусмотрено проектом | Требуется нормами | Ссылка на нормативный документ | Вывод |
| Этажность здания | Здание 3х этажное | Для школ и образовательных учреждений дополнительного образования детей предельная этажность зданий – 4 этажа. | п. 4.17 СНиП 31-06-2009 | Соответствует | |
| Степень огнестойкости | Здание II степени огнестойкости | Предел степени огнестойкости наружных элементов здания должны быть R-45.Предел степени огнестойкости наружных стен должен быть REI-15. Предел степени огнестойкости междучердачных перекрытий должен быть RE-45,бесчердычных перекрытий должен быть RE-15 | п. 5.14 СНиП 21-01-97 | Соответствует | |
| Высота помещения | Высота помещения здания составляет 3,9 м | Для учебных помещений общеобразовательных учреждений высота помещений - не менее 3,6 м | п. 3.3 СНиП 31-06-2009 | Соответствует | |
| Облицовка внешних поверхностей наружных стен | Облицовка внешних поверхностей наружных стен выполнена из керамической плитки | В зданиях I-III степеней огнестойкости классов пожарной опасности С0, С1 облицовку внешних поверхностей наружных стен не допускается выполнять из материалов групп Г1-Г4 | п. 3.3 СНиП 31-06-2009 | Соответствует | |
| Чердачные помещения | В чердачном помещении на 3 этаже здания хранятся бумага и хоз.инвентарь | В чердачных помещениях не разрешается производить сушку белья, устраивать склады (за исключением хранения оконных рам), архивы, голубятни, мастерские и т.д., применять для утепления перекрытий торф, стружку опилки и другие горючие материалы, крепить к дымоходам радио и телевизионные антенны. | п. 2.1.14 ППБ 101-89 | Не соответствует | |
| Для утепления чердачного помещения используется горючий материал (пенопласт) | В чердачных помещениях не разрешается применять для утепления перекрытий торф, стружку опилки и другие горючие материалы. | п. 2.1.14 ППБ 101-89 | Не соответствует | ||
| Кровля | Отсутствуют ограждения на кровле здания | Когда здание имеет высоту меньше 30 м, минимальная высота ограждения должна быть 110 см, а при высоте более 30 м – 120 см. Высота ограждения на кровле по зависит от общей высоты здания. На объектах с общей высотой до 30 метров, допустима установка заграждения с габаритами от 1100 мм. | п. 4.18 СНиП 31-06-2009 | Не соответствует | |
| Внутренние лестницы | Ширина лестничных маршей между этажами 1,7 м | Ширина лестничных маршей между этажами должна быть не менее 1,5 м | п. 6.9 СНиП 31-06-2009 2 | Соответствует | |
| Дверные проёмы и полотна | Двери чердачных и технических помещений закрыты на замок, ключи находятся на вахте. | Двери чердачных и технических помещений (складов, кладовых, электрощитов и т.д.) должны быть постоянно закрыты на замок. Ключи от замков следует хранить в определенном месте, доступном для получения их в любое время суток. | п. 2.1.15 ППБ 101-89 | Соответствует | |
| На 2 этаже имеются дверные проёмы, соединяющие коридор с лестничной клеткой. | В зданиях детских учреждений запрещается снимать дверные полотна в проемах, соединяющих коридоры с лестничными клетками. | п. 2.1.21 (г) ППБ 101-89 | Соответствует | ||
| На 2-ом этаже снято дверное полотно в проёме, соединяющем коридор с лестничной клеткой | В зданиях детских учреждениях запрещается снимать дверные полотна в проемах, соединяющих коридоры с лестничными клетками | п. 2.1.21 ППБ 101-89 | Не соответствует | ||
| Двери в электрощитовой на 1 этаже не деревянные не обработанные | Двери кладовых для хранения горючих материалов, мастерских для переработки горючих материалов, электрощитовых, вентиляционных камер и других пожароопасных технических помещений, а также кладовых для хранения белья и гладильных в детских школьных учреждениях должны иметь предел огнестойкости не менее EI 30. | п. 4.1 МДС 21-1.98 | Не соответствует | ||
| Внутренняя отделка помещений | Вестибюль на 1 этаже отделан пластиковыми панелями | В зданиях детских учреждений запрещается использовать для отделки стен и потолков путей эвакуационных(рекреаций, лестничных клеток, фойе, вестибюлей, коридоров и т.п.) горючие материалы. | п. 2.1.21 (б) ППБ 101-89 | Не соответствует | |
| Хранение ЛВЖ и ГЖ | В подвале хранятся краска, олифа, растворитель | в подвальных помещениях запрещено хранение и применение легковоспламеняющихся и горючих жидкостей и других взрывоопасных веществ и материалов; | СП 4.13130.2013. | Не соответствует |
Вывод: в ходе проведенного пожарно-технического обследования конструктивных и объемно-планировочных решений в здании МОУ «Лицей №3» мною были выявлены следующие нарушения:
1) в чердачном помещении на 3 этаже хранятся бумага и хозяйственный инвентарь;
2) для утепления чердачного помещения используется горючий материал (пенопласт);
3) отсутствуют ограждения на кровле здания;
4) на 2-ом этаже отсутствует дверное полотно в проёме;
5) двери в электрощитовой деревянные не обработанные;
6) вестибюль на 1 этаже отделан деревянными панелями;
7) в подвале хранятся краска, олифа, растворитель.
Приложение 7