Оценка пожарной обстановки

Под пожарной обстановкой понимается совокупность последствий сти­хийных бедствий, аварий и катастроф, в результате которых возникают пожа­ры, взрывы, оказывающие влияние на устойчивость работы объектов народного хозяйства и жизнедеятельность населения.

Оценка пожарной обстановки включает: определение масштаба и характера (вида) пожара, скорости и направления пожара; площади зон задымления, теплового воздействия и времени задымления; анализ их влияния на устойчивость ра­боты отдельных элементов и объекта в целом, а также на жизнедеятельность насе­ления; рекомендации по повышению устойчивости объекта к пожару.

Исходными данными для прогнозирования пожарной обстановки являют­ся данные о пожаро- и взрывоопасности объекта и его элементов, окружающей среды (лесов и населённых пунктов); метеоусловия (влажность воздуха, под­стилки, скорость и направление ветра); рельеф местности, характер застройки, наличие водоисточников.

При пожарах образуется три зоны: зона горения, зона теплового воздейст­вия и зона задымления. Зона горения – это часть пространства, в котором обра­зуется пламя или огненный шар из продуктов горения. Зона теплового воздей­ствия - часть пространства, примыкающего к зоне горения, в котором проис­ходит воспламенение или изменение состояния материала и поражающее дей­ствие на незащищенных людей. Зона задымления – часть пространства, примы­кающая к зоне горения и заполненная токсичными дымовыми газами в концен­трациях, создающих угрозу жизни и здоровью людей.

Размеры зоны горения определяются визуально по размерам пламени и горящих материалов. Температура в зоне горения достигает следующих значе­ний: внутри зданий 800-900°; при горении газов и ЛВЖ на воздухе 1200-1600°; при горении твердых веществ 1000-1200°.

Оценка пожарной обстановки проводится в следующей последовательности. Определяют расстояние между зданиями R (м). Измеряют относительную влажность воздуха j (%). Определяют скорость и направление ветра υ (м/с). Скорость распространения пожара в населенных пунктах при скорости ветра υ_в= 3...4 м/с составляет υ_п = 150...300 м /ч (с деревянной застройкой); υ_n = 60... 120 м /ч (с каменными зданиями). Устанавливают степень огнестойкости зданий и сооружений (табл. 12.2). Определяют категорию пожарной опасности (табл. 12.3). Определяется плотность застройки по формуле (12.1). Определяют вероятность возникновения и распространения пожара (табл. 12.4).

Рассчитывают продолжительность пожара [24]:

- при горении твердых веществ по формуле

Т = М /(S_об υ_выг), (12.3)

где М – масса горючего вещества, кг;

S_об – площадь объекта (пожара), м²

υ_выг – скорость выгорания веществ, кг/м² с (табл. 12.5);

- при горении газовоздушных смесей (ГВС) и топливовоздушных смесей

(ТВС) по формуле

(12.4)

где М – масса вещества (метан, пропан, бутан, этан и пр.), кг (принимается равной 50% вместимости резервуара при одиночном хранении и 90 % вмести­мости при групповом).

Таблица 12.5 – Теплотехнические характеристики веществ и материалов

Вещества и материалы	Скорость выгорания, υвыг, кг/м с	Теплота сгорания, Qv кДж/кг	Теплота пожара, Qо кДж/м^2-с
Ацетон	0,047	28,4 ∙ 10^3
Бензол	0,08	30,5∙ 10^3
Бензин	0,05	44∙ 10^3	1780-2200
Керосин	0,05	43∙ 10^3
Метиловый спирт	0,04	20,9∙ 10^3
Смесь метана, пропана, бутана	0,65	40∙50∙ 10^3
Нефть	0,02	43,7∙ 10^3
Этиловый спирт	0,03	33,8∙ 10^3	8200-10000
Фурфурол	0,04	23∙ 10^3
Древесина	0,015	19∙ 10^3
Каучук натур.	0,013	42∙ 10^3
Пиломатериалы	0,017	14∙ 10^3
Полистирол	0,007	42∙ 10^3
Оргстекло	0,016	15∙ 10^3
Мазут	0,013	40-10'

Рассчитывают безопасный радиус теплового воздействия при горении твердых веществ по формуле

(12.5)

где R – приведенный размер очага горения, м; R= – для горящих зда­ний (S=L^.H); R= – для штабелей пиленого леса (h_ш – высота шта­беля); R = D_рез для горящих резервуаров с ЛВЖ; R = 0,8 D_рез – для ГЖ; R =d– для различных горючих жидкостей (d – диаметр разлития жидкости);

J_пр – предельные критические значения теплового излучения для человека и материалов, кДж/м^2.с (табл. 12.6);

Q_o – теплота пожара, кДж/м²·с (табл. 12.5);

Q_o=Q_V^. υ_{выг ,}

а – коэффициент, характеризующий геометрию очага (а= 0,02 для плоско­го очага; а = 0,08 для объёмного очага).

Радиус теплового воздействия R огненного шара при горении ГВС, ТВС определяется по формуле

R = (12.6)

где М – масса вещества (метан, пропан, бутан, этан и пр.), кг; принимается равной 50% вместимости резервуара при одиночном хранении и 90 % вмести­мости при групповом;

J_пр – предельное значение теплового излучения для человека и материалов, кДж/м^2.с (табл. 12.6).

Таблица 12.6 – Предельные значения теплового излучения для человека и материалов

Объект	Предельное значение теплового излучения. J, кДж/м^2·с	Время выдержки, с
Человек (начинаются болевые ощущения)
10,5
4,2	15...20
2,5
1,5	60...120
1,26	безопасно
Древесина при j = 15% (начинается возгорание)	15,5
Ацетон, бензол, спирт
Мазут, торф, масло

Пример 12.1. Определить безопасный радиус теплового воздействия для человека и деревянных зданий при горении деревянного строения размером 30x20 м. Удельная теплота пожара 260 кДж/м²·с.

Решение. Расчет ведем по формуле (12.5), принимая предельное безопасное значение теплового воздействия для человека (табл. 12.6) 1.26 кДж/м²·с, для древесины 14

Вывод. При горении деревянного строения размером 13x20 для человека безопасным будет расстояние 100м, для деревянных домов 30 м.

Пример 12.2. При аварии из емкости вылилось 50000кг бутана. Определить радиус зо­ны теплового воздействия для человека и время пожара при возгорании ГВС.

Решение. Рассчитываем время пожара по формуле (12.4)

Радиус зоны теплового воздействия для человека рассчитаем по формуле (12:6), вы­брав предельное значение теплового излучения для человека J_пр = 4,2 кДж/м²·с

Вывод. На расстоянии 160м болевые ощущения начнутся через 15...20 с.

Зона задымления является опасной для человека при содержании окиси углерода (СО) более 0,2 %, двуокиси углерода (СO₂) – более 6 %, кислорода (O₂) – менее 17 %. При наличии в зоне горения химических веществ (пластмасс, фанеры, линолеума и др.) в воздух выделяются токсичные продукты, такие как фенол, формальдегид, хлористый водород, окисла азота, сероводород, фосген.

Скорость дымообразования υ_д может быть рассчитана по формуле [24]

υ_д = υ_выг · d_m· D (12.7)

где υ_выг –скорость выгорания, кг/м²∙с (табл. 12.5);

d_т – коэффициент дымообразования;

D –показатель токсичности дыма, токсодоза, мг∙мин/л (табл. 12.7).

Коэффициент дымообразования рассчитывается по формуле

(12.8)

где V_n – объем пространства горения, м³;

l –длина светового луча в дыму, м;

М –масса сгоревшего материала, кг;

ln – логарифм натуральный;

Е₀, Е_тiп – освещенность участка горения без задымления и в дыму, лк.

Пример 12.3. Определить скорость дымообразования при пожаре на скласком помеще­нии объемом 20x30x5 м³. Известно, что горит штабель древесины массой 1000кг.

Решение. Рассчитаем коэффициент дымообразования по формуле (12.8), приняв длину све­тового луча в дыму 1м, освещенность в помещениибеззадымления 50 лк, с задымлением 20 лк

Рассчитаем скорость дымообразования по формуле (12.7), определив предварительно по таблице 12.5 скорость выгорания древесины υ_выг = 0,015 кг/м² с и по табл. 12 7 токсиче­скую смертельную дозу для окиси углерода D = 60мг ∙мин/л

υ_д = υ_выг · d_m· D =0,15·2,75 ·60 =2,47 кг/м²

Вывод. Скорость дымообразования 2,47 кг/м² с.

Глубина опасной по токсичному действию части зоны задымления опре­деляется из соотношения

(12.9)

где М – масса токсичных продуктов горения, кг;

D –токсическая доза, мг · мин/л (табл. 12.7);

_п – скорость переноса облака дыма, _п = (1,5... 2) ;

К₁ – коэффициент шероховатости поверхности (К₁ = 1 открытая поверх­ность; К₁ = 2 –поля, степь К₁ = 2,5 –кустарники, отдельные деревья; К₁ = 3,3 – городская застройка, лесной массив);

К₂ –коэффициент степени вертикальной устойчивости атмосферы

(К₂= 1 – инверсия; К₂= 1,5 –изотермия; К₂= 2 –конвекция);

а и b – коэффициенты, учитывающие доли массы токсических продуктов в первичном и вторичном облаке (табл. 12.7); при пожаре а= 1, b= 0.

Таблица 12.7 – Значения токсических доз

Химическое вещество	Токсическая доза, D, мг·мин/л	Коэффициенты
смертельная	пороговая	а	b
Аммиак			0,2	0,15
Двуокись углерода	0,6	0,06	0,07	0,15
Окись углерода			1,0
Окислы азота		1,5		0,03
Сернистый ангидрид		1,8	0,2	0,15
Синильная кислота		0,2		0,03
Фосген		6,2	0,07	0,15
Формалин, формальдегид	22,5	1,5		0,03
Хлор		0,6	0,2	0,15

Пример 12.4. Определить глубину зоны токсического задымления при пожаре на стан­ции водоочистки, где произошло разрушение емкости с хлором. Масса хлора 300кг, город­ская застройка. Состояние атмосферы – инверсия, скорость ветра 1 м/с.

Решение. Для определения глубины зоны токсического задымления используем фор­мулу (12.9), выбрав по табл. 12.7 значения токсической смертельной дозы для хлора D = 6 мг∙мин/л, приняв для условий пожара коэффициент а = I. коэффициент b=0; коэффициент К₁ = 3,3; К₂ = 1

Вывод. Глубина зоны токсического задымления равна 110 м.

Дата добавления: 2014-11-20