Вступ

Проблема гасіння пожеж у житлових комплексах не нова. Ця проблема ще гостріше збільшується при виникненні пожеж у гуртожитках і насамперед пов'язана з постійним перебуванням великої кількості людей.

Приклади пожеж у гуртожитках свідчать про те, що обстановка при пожежах дуже складна, створюється велика небезпека людям, що знаходяться в будинку, для їхнього порятунку і гасіння пожежі буде потрібно велика кількість сил і засобів. Нерідко такі пожежі супроводжуються великими людськими жертвами.

У містах України на цей час експлуатуються велика кількість житлових та громадських будинків. Найбільш небезпечними з точки зору пожежної небезпеки і рятування людей на випадок пожежі є гуртожитки та готелі. При пожежі в будинках подібного типу відбувається сильне задимлення сходових кліток і приміщень, швидке поширення вогню у всіх напрямках, як по внутрішньому об’ємі, так і по будівельних конструкціях. Проведення аварійно-рятувальних робіт і гасіння пожеж у будинках з масовим перебуванням людей вимагають значних сил і засобів пожежної охорони протягом тривалого часу.

Будівельними нормами і правилами до будинків громадського призначення, тим більш з масовим перебуванням людей, пред'являються підвищені протипожежні вимоги.

Однак цілком забезпечити пожежну безпеку громадських будинків тільки пожежно-профілактичними заходами, здійснюваними при проектуванні і будівництві, без активної участі пожежно-рятувальних підрозділів неможливо. Складність питань пожежогасіння й особливо організації і проведення аварійно-рятувальних робіт, недостатній рівень оснащеності й тактико-технічних можливостей пожежно-рятувальних підрозділів жадають від практичних працівників високого професіоналізму, фізичної і психологічної підготовки. Вважаючи на це, керівному складу гарнізонів МНС та підрозділів, необхідно приділяти велику увагу вивченню пожежної небезпеки суспільних будинків, їхньої оперативно-тактичної характеристики, проводити навчання по рятуванню людей і гасінню пожеж у них.

Аналіз бойових дій підрозділів при гасінні пожеж у громадських будинках, пожежна небезпека і наявність одночасного перебування великої кількості людей дозволяє зробити висновок, що розгляд питань забезпечення пожежної безпеки і гасіння пожеж у них є складною проблемою.

1. Оперативно-тактична характеристика гуртожитку

1.1. Загальні дані про об'єкт

Будівля гуртожитку II–го ступеню вогнестійкості, 5-ти поверхова, висотою 17 м, розміром 48 х 28 м. Стіни та перегородки будівель виконано з силікатної цеглі, покриття та перекриття – залізобетонні. В будівлях маються ліфт та три сходових клітини.

На поверхах гуртожитка розташовані: кімната чергового гуртожитку, душова, комори господарчого майна та інвентарю, частково ‑ житлові кімнати та інші підсобні приміщення. Поверхи коридорного планування з 2-го по 5-й однотипні. На поверхах розташовані житлові кімнати по обидва боки коридорної системи. Гуртожиток розраховано на одночасне мешкання 200 чоловік.

Освітлення будівель – електричне. Опалення – центральне водяне. Головний електрощит розташований на першому поверсі.

В гуртожитках знаходиться обслуговуючий персонал: вдень – 5 чоловік, вночі – 1 чоловік.

1.2. Протипожежне водопостачання

Внутрішнє: здійснюється від внутрішнього пожежного водопроводу. На кожному поверсі встановлено по 3 пожежних крани з полугайками типу „Богдан”. Пожежні крани запитуються від міської водопровідної мережі.

Зовнішнє: здійснюється від міської водопровідної кільцевої мережі діаметром 150 мм, на якій розташовано найближчі пожежні гідранти ПГ-20, ПГ-19, ПГ-18. Відстань від пожежних гідрантів до гуртожитку від 50 до 150 м. Тиск в мережі Р = 4 атмосфери, відповідно водовіддача Q_мережі = 95 л/с.

1.3. Шляхи евакуації

При виникненні пожежі в будівлі гуртожитку, пожежно-рятувальні підрозділи, що прибувають на пожежу під керівництвом керівника гасіння пожежі організують і проводять евакуацію людей, яким загрожують небезпечні фактори пожежі.

Евакуація здійснюється згідно планів евакуації, які маються на кожному поверсі по двох сходових клітках.

При неможливості евакуації по основних шляхах рятування людей здійснюється по автодрабинам, висувним драбинам. Для охорони матеріальних цінностей викликається наряд міліції.

2. Прогнозування можливої обстановки на пожежі

2.1. Визначення температурного режиму та нейтральної зони на пожежі

З вихідних даних маємо загоряння в № 403 гуртожитку на 4-му поверсі, що розташований у лівому крилі будівлі. Розміри кімнат по правій стороні корпуса уздовж коридору 6 х 4 м, по лівій 6 х 4 м, усі житлові кімнати однотипні. Висота коридору та житлових кімнат 3 м. Ширина коридору 2 м.

Для того щоб визначити основні фізичні параметри і побудувати графік середньооб’ємної температури при пожежі в приміщеннях і положення нейтральної зони задимлення, доцільно розглянути порядок розвитку внутрішньої пожежі в моменти його вільного розвитку на 2 і 7 хвилинах і зосередження основної частини пожежно-рятувальних підрозділів на 13 хвилинах.

Для цього скористаємося методикою розвитку пожежі в огородженні. Геометричні параметри пожежі, необхідні для розрахунку, S_пож2, S_пож7, S_пож13, (площа пожежі відповідно на 2, 7, 13, хвилинах) візьмемо з розділу 4.3. Вибір відсутніх значень для розрахунку зробимо з довідника КГП.

Матеріали, що найбільш часто зустрічаються в житлових кімнатах гуртожитків, ‑ це білизна, матраци, килими, меблі, горюче оздоблення та інше.

Для розрахунків застосовуємо бавовну і вироби з неї, при цьому:

• витрата повітря для повного згоряння, V_пов = 3,95 м³/кг;

• питомий об’єм продуктів згоряння, V_пг = 4,64 м³/кг;

• усереднений коефіцієнт хімічного недопалу,  = 0,97;

• швидкість вигоряння, v_m = 0,318 кг/( м² · хв.);

• нижча масова теплота згоряння, Q_н = 15700 кДж/кг;

2. Визначаємо можливу площу пожежі на обрані моменти розвитку пожежі з проведених розрахунків

2.1. На час розвитку ₁ = 2 хв.

- радіус розвитку пожежі на ₁

R₁ = 0,5 · v_л · ₁ = 0,5 · 1 · 2 =1 м.

- площа пожежі на ₁

S_n1 =  · R₁² = 3,14· 1² = 3,14 м² ;

2.2. На час розвитку ₂ = 7 хв.

- радіус розвитку пожежі на ₂

R₂ = 0,5 · v_л · ₂ = 0,5 · 1 · 7 =3,5 м.

- площа пожежі на ₂

S_n2 =  · R₂²/2 + · R₃²/2 +a · b = 3,14 · 0,7²/2+3,14 · 0,5²/2+ 4 · 6= 25,18 м² ;

2.3. На час розвитку ₃ = 13 хв.

- радіус розвитку пожежі на ₃

R₃ = 5 · v_л + v_л (₃ – 10) = 5 · 1 + 1 (13-10) = 8 м

- площа пожежі на ₃

S_n3 =  · R₄²/2 +  · R₅²/2+ 2(a₁ · b₁₎ + a₂ · b₂ + a₃ · b₃ =

== 3,14 · 0,7²/2 + 3,14 · 0,924²/2+ 2(4 · 6) + 10 · 2 + 4 · 3 = 82,12 м² ;

3. Визначаємо загальну площу відкритих отворів S_отв та площу отворів, що працюють на всмоктування повітря S_прит на другій, сьомій, тринадцятій хвилинах розвитку пожежі. Приймаємо що всі отвори знаходяться на одному рівні. Тому на підсос повітря буде пряцювати 1/3 площі отвору а 2/3 буде працювати на викид продуктів горіння.

Виходячи з умов розвитку пожежі, приймаємо, що на другій хвилині розвитку повітрообмін здійснюється дві через відкриті двері,

S_отв.2 = n∙а_дв ∙ h_дв = 1∙1,5∙2 = 3 м².

S_прит = 1 м², а S_вик = 2 м²

На сьомій хвилині повітрообмін відбувається через 1 вікно та 3 двері

S_отв.7 = n∙а_дв ∙ h_дв + n∙а_вікон ∙ h_вікон = 3∙1,8∙2,5 + 1∙2∙2 = 17,5 м²

S_прит = 5,83 м², а S_вик = 11,66 м²

На 13 хвилині повітрообмін буде відбуватись через два вікна та три двері

S_отв.13 = n∙а_дв ∙ h_дв + n∙а_вікон ∙ h_вікон = 3∙1,8∙2,5 + 2∙2∙2 = 21,5 м²

S_прит = 7,17 м², а S_вик = 14,3 м²

Данні зводимо у таблицю.

Таблиця - 2

Динаміка розвитку пожежі та умов газообміну.

Час розвитку пожежі пож, хв.	Площа пожежі Sпож , м2.	Площа отворів, що працюють на підсмоктування Sприт , м2.	Площа отворів, що працюють на викид диму Sвик , м2.
2	3,14	1	2
7	25,18	5,83	11,66
13	82,12	7,17	14,3

4. Визначаємо коефіцієнт надлишку повітря.

4.1. Визначаємо номер кривої:

на другій хвилині

на сьомій хвилині

на тринадцятій хвилині.

4.2. Визначаємо тип кривої:

.

.

.

4.3. Визначаємо коефіцієнт надлишку повітря по номограмою - _п1.

Таблиця - 3

Визначення коефіцієнту надлишку повітря

Час розвитку пожежі пож	Sприт /Sпож.1	Sпож,1 /Sпідл	Номер та тип кривої	Коефіцієнт надлишку повітря п
2	0,32	0,065	крива № 6 переривчаста	8,0
7	0,23	0,137	крива № 5 переривчаста	5,5
13	0,087	0,32	крива № 3 суцільна	3,5

5. Проводимо розрахунок питомого фактичного об`єму продуктів горіння по формулі :

6. Визначаємо масову швидкість вигоряння на визначений час розвитку пожежі по формулі :

7. Проводимо розрахунок об`ємної теплоємності середовища в приміщенні на визначений час розвитку пожежі за формулою:

.

8. Визначаємо приведений ступінь чорноти системи на визначений час розвитку пожежі за формулою:

.

9. Визначаємо повну площу поверхні конструкцій S_огор будівлі.

S_огор1 = 2(a_іb_і + a_іh_і + b_іh_і) =

22 (4∙6+4∙3+6∙3) = 216 м².

S_огор2 = 2(a_іb_і + a_іh_і + b_іh_і)+2(a_іb_і + a_іh_і + b_іh_і)+2(a_іb_і + a_іh_і + b_іh_і) =

22 (4∙6+4∙3+6∙3)+2 (48∙2+2∙3+48∙3)+2 (20∙2+2∙3+20∙3)= 920 м².

S_огор3 = 2(a_іb_і + a_іh_і + b_іh_і)+2(a_іb_і + a_іh_і + b_іh_і)+2(a_іb_і + a_іh_і + b_іh_і)+2(a_іb_і + a_іh_і + b_іh_і) = 22 (4∙6+4∙3+6∙3)+2 (48∙2+2∙3+48∙3)+2 (20∙2+2∙3+20∙3)+22 (4∙6+4∙3+6∙3)= 1136 м².

10. Проводимо розрахунок адіабатичної температури горіння деревини за визначених умов по формулі:

.

11. Визначаємо середньооб`ємну температуру в приміщенні на визначений час розвитку пожежі за формулою

,

Розрахована температура пожежі Т_пож.1 = 287 К менше 293 К, це позначає, що середньооб’ємна температура в приміщенні на 2 хвилині пожежі не змінилася t_пож.1 = 20⁰С .

,

t_пож.2 = Т_пож.2 –273= 353-273 = 80⁰С .

,

t_пож.3 = Т_пож.3 –273= 479-273 = 205⁰С

12. Визначаємо висоту нейтральної зони в приміщенні на визначений час розвитку пожежі.

,

Таблиця – 4

Температурний режим та висота нейтральної зони в приміщенні

Час розвитку пожежі, хв.	Адіабатична температура пожежі, К.	Середньооб’ємна температура пожежі, К.	Висота нейтральної зони, м.
2	639	293	1,5
7	798	353	1,46
13	1073	479	1,38

Температурний режим пожежі

Умови газообміну на пожежі.