Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении общественного здания

 

 

 

 

Такого значения среднеобъемная парциальная плотность СО за время расчета не достигает (рисунок  п.4.2.).

Предельное значение парциальной плотности СO2 на уровне рабочей зоны равно 0,11 кг/м3. При этом среднеобъемное значение плотности диоксида углерода будет равно:

 

 

 

 

Такого значения парциальная плотность СO2 за время расчета не достигает (рисунок п.4.3).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Предельно допустимое значение теплового потока на путях эвакуации составляет 1400 Вт/м2. В первом приближении оценить значение плотности теплового потока на путях эвакуации можно по данным таблицы п.3.5.

Средняя плотность теплового потока на путях эвакуации достигает своего критического значения через 2,9 минуты от начала пожара (таблица п. 3.5).

Как видим, быстрее всего критического значения достигает температура газовой среды в помещении, следовательно, τt= 2,4 мин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. 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 33,71 м2, среднеобъемная температура в помещении составляет 258°С, тогда температура на уровне рабочей зоны (принимаем 1,7 м) для личного состава будет составлять (формула п.4.1):

 

 

 

 

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

Высота плоскости равных давлений на 4 минуте пожара составляет 1,24 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 0,200 Нп/м.

На уровне рабочей зоны значение оптической плотности дыма будет составлять:

 

 

 

 

Тогда дальность видимости на уровне рабочей зоны составит:

lвид=2,38/0,142

lвид =16,8 м

 Среднеобъемное значение парциальной  плотности кислорода в помещении на 4 минуте пожара составляет 0,123 кг/м3 (рисунок п.3.9).

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 определим по формуле:

(п.5.1)

Тогда

 

 

Содержание оксида углерода на рабочем уровне составит:

 

 

 

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

Среднеобъемное значение парциальной плотности диоксида углерода в помещении на 4 минуте пожара определим по формуле:

(п.5.2)

Тогда

 

 

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.

 

 

 

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

(п.6.1)

по потери видимости τпв:

 

(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;

Qн - низшая теплота сгорания материала, МДж/кг;

Ср - 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; 

lпр - предельная дальность видимости в дыму, м;

 Dm - 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 (ХСO2 =0,11 кг/м3;Хсо = 1,16·10-3 кг/м3; ХHCL=23·10-6 кг/м3);

 Lo2 - удельный расход кислорода, кг/кг;

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

Vл – линейная скорость распространения пламени, м/с;

При отсутствии специальных требований значения α и Е принимаются равными 0,3 и 50 лк соответственно, а значение lпр=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 Qw от выделившегося на пожаре Qнр·ψF·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 0,55

Тогда,

vсв=0,8·24·12·4,2

vсв=967,68 м3

 

 

 

 

 

 

Рассчитываем критическую продолжительность пожара пл каждому опасному фактору:

по температуре:

 

 

по потери видимости:

 

 

по пониженному содержанию кислорода:

 

 

по содержанию оксида углерода:

 

 

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 109 секунд. Тогда время блокирования эвакуационных путей составит:

τбл=0,8·109/60

τбл=1,453 мин

Расхождения в значениях времени блокирования эвакуационных путей, рассчитанного по программе INTMODEL и по методике [3], составляет почти 61%. 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 Gв=0.

 

 

 

 

 

 

 

2.Определим изменение  среднеобъемной температуры и  положение ПРД при включении  вытяжки на 2 минуте пожара V=12096 м3/ч.

 

Таблица п.6.1

Вpемя  мин	Т-pа,°С	Высота ПРД, м
0.0	20	1,46
1.0	25	1,20
2.0	59	1,17
2.0	60	1,44
3.0	142	1,31
4.0	251	1,32
4.5	301	1,33
5.0	335	1,45
5.8	379	1,45
6.0	384	1,45
7.0	387	1,45
8.0	387	1,45
9.0	387	1,45
10.0	387	1,45
11.0	387	1,45
12.0	387	1,45
13.0	387	1,45
14.0	387	1,45
15.0	387	1,45
16.0	387	1,45
17.0	387	1,45
18.0	279	1,57
19.0	180	1,61
20.0	129	1,64
21.0	98	1,66
22.0	77	1,68
23.0	63	1,70
24.0	53	1,72
25.0	45	1,75
26.0	39	1,77
27.0	35	1,80
28.0	32	1,83
29.0	29	1,86
30.0	27	1,90
30.0	27	1,90

 

 

 

 

 

В результате проделонного опыта можно сказать, что при включении дымососа на 2 минуте пожара скорость повышения температуры понизилась по сравнению с опытом без включения дымососа и время держания максимальной температуры на пожаре снизилось

Высота ПРД с дымососом повысилась по сравнению с опытом без дымососа. В среднем по времени большая часть проема двери работает на приток воздуха , а большая часть проема окна на оборот на истечении газообразных продуктов горения, но в конце пожара большая часть окна работает на приток воздуха.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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.