Задача № 20

Пожар произошел в центре помещения с размерами 15x60 м (см. схему). Пожарная нагрузка однородная и размещена равномерно по площа­ди пола помещения, скорость распространения пожара — 1,0 м/мин. Ство­лы на тушение подавались прибывающими подразделениями в следующей последовательности:

14-я мин — два ствола РС-50 (по одному стволу с западной и восточной стороны);

22-я мин — два ствола РС-70, d_н = 19 мм (по одному стволу с западной и восточной стороны);

28-я мин — два ствола РС-70, d_н =19 мм (по одному стволу с западной и восточной стороны);

32-я мин — два ствола РС-50 (по одному стволу с западной и восточной стороны);

50-я мин — ликвидация пожара.

Определить: момент локализации пожара (нормативная интенсив­ность подачи воды — 0,2 л/(см²)) и фактический удельный расход воды на тушение пожара.

Решение

1. Определим путь (L), пройденный фронтом пламени за время сво­бодного развития пожара (т_св = 14 мин). Так как оно более 10 мин, расчеты будем производить по формулам, предназначенным для расчета площади пожара при т_св > 10 мин.

L ^τ=14мин = 5 * V_л + V_л * τ₂ = 5 • 1,0 + 1,0 • 4 = 9,0 м, где V_л — линейная скорость распространения фронта пламени (пожара), равная 1,0 м/мин согласно условию задачи; τ₂ = т_св - 10 = 14 - 10 = 4 мин.

Обстановка на пожаре: а) на момент введения стволов первым подразделением (т = 14 мин); б) на момент локализации пожара (т =28 мин)

Поскольку пожарная нагрузка однородная и равномерно размещена по площади пола помещения, фронт пожара с момента его возникновения будет перемещаться по пожарной нагрузке с одинаковой скоростью во всех направлениях, и до момента достижения продольных стен помещения (L = 7,5 м) площадь пожара будет иметь круговую форму.

При достижении фронтом пожара продольных стен помещения они начнут оказывать воздействие на геометрическую форму площади пожара. С момента времени, когда расчетное значение L > 7,5 м (для данных гео­метрических размеров помещения и координат расположения очага пожа­ра), форма площади пожара будет отличаться от круга, приближаясь с увеличением L к прямоугольнику.

Поэтому на расчетной 14-й мин (при L = 9 м) площадь пожара будет иметь форму прямоугольника с двухсторонним направлением рас­пространения пожара. Площадь пожара на 14-й мин может быть определена по формуле:

S_п ^τ=14мин = 2 * L ^τ=14мин * а = 2 * 9 * 15 = 270 м²,

где а — ширина помещения, согласно условию задачи равна 15 м.

2. Определяем возможность локализации пожара первыми подразделениями, подавшими на 14-й мин 2 ствола типа РС-50 с западной и восточной сторон помещения (соответственно по 1 шт.)

Так как основным условием локализации пожара является равенство

фактического расхода воды (подаваемого на тушение пожарными подразделениями) требуемому расходу воды (расчетному) или превышение фактического расхода над требуемым Q_ф^в ≥ Q_тр^в, определим Q_ф и Q_тр на 14-й мин.

Фактический расход воды, поданной на тушение на 14-й мин может быть определен из условия задачи

Q_ф ^τ=14мин = N_ств * q_ств = 2 * 3,5 = 7,0,

где N_ств — количество стволов, шт.; q_ств — расход воды из ствола, л/с, для ствола РС-50 принят q_ств = 3,5 л/с.

Требуемый расход воды на тушение на 14-й мин определим по формуле

Q^в_тр = S_т * Iтр

где S_т площадь тушения, м²; Iтр — требуемая интенсивность подачи воды на тушение, задана в условии задачи - 0,2 л/(см²).

В связи с тем, что пожар имеет прямоугольную форму и двухсто­роннее развитие, локализацию пожара прибывшие подразделения осу­ществляли по фронту распространения пожара (с западной и восточной сторон), при этом площадь тушения имеет форму прямоугольника и может быть рассчитана по формуле

S_т ^τ=14мин = 2 * а * h _т = 2 * 15 * 5 = 150 м²

где h _т — глубина тушения, для ручных стволов принимается равной 5 м, а для лафетных — 10 м.

Нетрудно заметить, что значения площади тушения на восточном и западном направлениях равны. Тогда требуемый расход воды для тушения пожара на 14-й мин будет равен

^Q_тр ^τ=14мин2 * а * h _т = 2 • 15 • 5 • 0,2 = 30 л/с

Так как на 14-й мин основное условие локализации не выполняется Q_ф ^τ=14мин < ^Q_тр ^τ=14мин(7,0 л/с < 30 л/с), следовательно, первое подразде­ление локализовать пожар не сможет. Поэтому после введения первых двух стволов (РС-50) пожар будет распространяться в обоих направлениях (за­падном и восточном), но в соответствии с принятым в пожарно-технической литературе допущением после введения первого ствола (при Q_ф < ^Q_тр ) линейная скорость распространения пожара будет составлять 50 про­центов табличного значения (V_л = 0,5* V_л ^табл) вплоть до момента локали­зации, при котором V_л = 0.

Из схемы развития пожара следует, что значение площади тушения (S_т) будет иметь постоянное значение до момента локализации пожара (S_т = 2 * а * h _т = const = 150 м²), а, следовательно, постоянным будет и значение требуемого расхода воды (Q^в_тр = S_т * Iтр =const = 30 л/с.)

3. На основании предыдущего вывода Q^в_тр (τ) = const = 30 л/с мы можем пропустить все промежуточные расчеты и, обратившись к условию задачи, просуммировать расход воды, подаваемой различными подразде­лениями (Q^в_ф), определить момент локализации пожара, т. е. момент вре­мени, при котором Q_ф > Q_тр. При этом необходимо обратить внимание, чтобы основное условие локализации выполнялось на каждом из направлений распространения пожара (западном и восточном). Поскольку в нашей задаче на возможных направлениях распространения пожара в одни и те же моменты времени подавались на тушение стволы одного типа и одинаковое их количество (обеспечивался одинаковый расход воды), локализация пожара •должна наступить одновременно на обоих направлениях распространения пожара (на 28-й мин). В этом •нетрудно убедиться, выполнив простейшие расчеты фактического расхода воды:

Σ Q_ф ^τ=28мин = Q_ф ^τ=14мин + Q_ф ^τ=22мин + Q_ф ^τ=28мин = N_ств ^τ=14мин • q_ств + N_ств ^τ=22мин • q_ств + N_ств ^τ=28мин • q_ств = 2 • 3,5 + 2 • 7,0 + 2 • 7,0 = 35 л/с.

Следовательно, на 28-й мин выполнено основное условие локализации пожара Σ Q_ф ^τ=28мин > Q_тр ^τ=28мин (35 л/с > 30 л/с).

С этого момента времени движение фронта пожара на обоих направлениях остановлено (V_л = 0), пожар находится под контролем пожарных подразделений и начинается новая стадия — его ликвидация. •4. Поскольку для определения фактического удельного расхода воды необходимо знать максимальный размер площади пожара, которая достиг нет максимального значения в момент локализации, определим площадь пожара на момент локализации (τ = 28 мин). Как было установлено выше, площадь пожара имеет форму прямоугольника, распространение пожара — двухстороннее. Следовательно, площадь локализованного пожара может быть рассчитана по формуле

S_п ^τ=28мин = n •. L • а = 2 • (5 Vл + Vл • т, + 0,5 • Vл• τ₂ ) • а. = 2 • (5 • 1,0 + 1,0 • 4 + 0,5 • 1,0 • 14) • 15 = 480 м2,

где n— количество направлений распространения пожара (в данной задаче после 13-й мин пожар имеет двухстороннее распространение), n= 2; τ₃— разность между моментом локализации и временем Нетрудно заметить, что в момент локализации фронт пожара будет остановлен на расстоянии 16 м от места его возникновения

5. Определим фактический удельный расход воды на тушение пожара по формуле

q_уд= Σ V/ S_п , л/м²

где Σ V — суммарное количество воды, поданное за время тушения, л; Sn — площадь локализованного пожара, м².