5.4 5.4. Đасчет сил и средств на тушение пожаров

5.4. Расчет сил и средсв на тушение пожаров

В главе 3.1. даны подробные пояснния содержания понятий "силы и средст пожарной охраны". Далее рассмотим методику их расчета. Расчеты сил и срств выполняют в следующих случаях:

        при определении требуемого количества с и средств на тушение пожара;

        при оперативно-тактическом изучении объекта;

        при разработке планов поаротушения;

        при подготовке пожарно-тактических заняй;

        при проведении экспериментальных работ по определению эффективности средств тушения;

        при процессе иссдования пожара для оценки действий РТП подразделений.

Рис 5.8 Классификация методов расчета сил и средств.

В соответствии принятой ранее классификацией пожаров метоика рас­чета сил и средств для разлиых клас­сов пожаров будет различна. Метоку расчета сил и средств также можно ас­сифицировать, например, по видам по­жаров (распространяющиеся и нерасп­ространяющиеся), по способу подачи огнетушащего вещества (тушение по площади, объемно тушение) и т.д.

На рис. 5.8 показана примерная классификация методов расчета си и средств.

Несмотря на то, что в реальных ус­ловиях один вид пожара может перехо­дить в другой (нераспространяющийся в аспространяющийся, и

наоборот) в методике расчта, в некоторых случаях, распространяющиеся пожары условно приводятся к нераспространяющимся: например, пожары резервуаров, пожары в театрах, пожары лесоскладов пожары самолетов и т.д. Однако в это случае за расчетный параметр берется мксимальный размер площади пожара. Так, для зервуарных парков - площадь резервуар наибольшего диаметра, для театра -площадь сцены, для лесосклада - половина периметра квартала и т.д.

В общем случае расчт сил и средств сводится к определению требмого расхода огнетушащих средств, котый может быть выражен следующей формулой:

                  (5.6)

Проверка зможности локализации пожара прибывшими порными подразделениями на данный момен времени определяется из выражения:

                                        (5.7)

                                 (5.8)

где N – количество прибывших отделений пожар; q_ОТД – расход огнетушащего вещества, который может обеспечить одно отделение, л/с.

Площадь пожара является, по край­не мере, функцией ух величин: линей­ной скорости распротранения пожара υ_Л, оторая зависит от параметров по­жарной нагрузки, вида пожара (откры­тый, в ограждениях) и т.д., а также вре­мени t. Нетрудно доказать, что количество тепла, выделяющегося на пожаре, прямоппорционально площади пожа­ра:

      (5.6.)

де β – коэффициент недожога; υ_m – массовая скорость выгорания, кг/(м²ч);  – удельная теплота сгорания, кДж/кг; S – площадь пожара, м².

Остальные параметры являются физическими константами вида пожарной нагрузки, поэтому расчет площади пожара является важным этапом в расчете сил и седств.

Рис 5.9 Стадии развития пожара с учетом фактора тушения:

а изменение ленейиой скорости распространени пожара;

б- изменение площади пожара, требуемого и фактического расходов.

Тушение твердых горючих веществ и материалов водой (распростняющийся пожар).

Исходными данными для рачета сил и средств являются: характеристик бъекта; время с момента возникновени пожара до сообщения о нем; линейна скорость распространения пожара; силы и средства, предусмотренные расписанием выездов и время сосредоточения их; интенсивность одач огнетушащего вещества.

Характеристику бъекта получают путем изучения его по технески документации или путем изучения на местности. При этом определяй геометрические размеры помещения, характер пожарной нагрузки и с размещение на объекте с целью выбора значения линейной скорость распстранения пожара, размещение водоисточников относительно объекта т.д. Время с момеа возникновения пожара до сообщения о м в пожарную охрану зависит от наличия на объекте определенного вида средств охраны, средств связи и сигнализации, их технического состояния. Правильности дейсий лиц, обнаруживших пожар и др.

С учетом эффекта тушения можно выделить следующи стадии развития пожара (рис. 5.9.):

I, II - стадии свободного развития пожара, причем на начально стадии -I стадии (т до 10 мин) линейная орость распространения принимается рной 50% ее максимального значения (υ_Л =0,5 ), характерного для данно категории объектов, а с момента времи более 10 мин она принимается равной максимальному значеню (II стадия);

Ш стадия характеризуется началом введения первых стволов на тушение пожара, в результате чего линейная скорость расространения пожара уменьша­ется, поэтом в промежутке времени с момента введения первых стволов до мо­мента ограничения распростране­ния пожара (момента локализации) ее значение снова принимают рав­н 0,5 . В момент выполне­ния условий локализации υ_Л =0;

Рис 5.10 асчетные формы площади тушения:

а- прямоугольное развитие, тушение по фронту пожара;

б- прямоугольное развитие, тушение по периметру пожара;

в- кругоое развитие пожара

IV стадия – ликвидация горе­ния.

В инженерных рчетах пло­щадь пожара стремятся свести к пстейшим геометрическим фигу­рам: площди круга (или его час­тей), площади прямоугльника и т.д. При этом делается допущение, что пожарная нагрузка равномерно раз­мещена, а следовательно, значение линейной скорости во всех направ­лениях одинакое (рис. 5.10).

Форма площади пожара ави­сит от места возникновения пожара в пощении (в центре, в углу, вбли­зи сте здания и т.д.) и времени; с течением времени форма площади пожара может изменяться; напри­мер, из круговой переходить в пря­моугольную.

При уговом развитии пожара и времени распространения до 10 мин (I стадия) площадь пожара вычисляется по следующей формуле:

                  (5.9)

где τ₁ ≤ 10 мин; υ_Л =5

Выражение в скобках есть не что иное как радиус пожара

                       (5.10)

При времени распространения пжара более 10 мин до момента введении первых стволов на ушение пожара (II стадия) площадь пожара его радиус рассчитываются соответствео по формулам:

             (5.11)

ге τ₁ = τ₁ - 10.

При ограничении распростраения пожара стенами помещения площадь пожара будет принимать форму полукруга или сектора при загорании у одной стены или в углу помещения. Тогда расчетные формулы удут выглядеть следующим образом:

                   (5.12)

                 (5.13)

        (5.14)

        (5.15)

В помещениях, у которых длна в несколько раз превышает ширину наприер, в коридорах гостиничных комплексов и т.д., пожар только на самой ранней стадии будет иметь круговую форму, а затем переходить в прямоугольную. В зависимоси от места возникновения пожар будут аспространятся в одном направлении или в нкольких одновременно.

При этом расчные формулы будут иметь следующий вид:

       (5.16)

где а и n – соответственно ширина помещения и количество напвлений распространения пожара.

Глубина фронта пожара расчитывается по формулам:

На третьей адии пожара - с момента введения первых сволов и до момента локализации пожар - значение скорости в расчетах принимаетс равным 50% табличного значения, т.е. υ_Л =0,5 . В этом случае раст площади пожара производится по следющим формулам:

 – (круговое развитие)               (5.18)

 – (полруговое развитие)        (5.19)

– (угловое развитие)                5.20)

 – (прямоугольное развитие)       (5.21)

где τ₃ = τ_Т – τ_ВВ; τ_Т – текущий момент времени; τ_ВВ – время введения первых стволов на тушение τ_з^max = τ_ЛОК - τ_ВВ, где τ_ЛОК  – время локализации пожара, мин.

Однко в некоторых случаях пожарные подрзделения не могт подать огнетушащее вещество одновменно на всю площадь пожара, например, при недостатке сил и средств, недостаточной дальнобойности струй пожарных стволов, тогда тушения осуществляется по фнту распространения пожара, т.е. по плоди тушения, которая составляет некотоую часть от площади пожара. При этом пожар локализуется на решающем направлении, а затем осуществляется процесс его тушения на других направлениях.

Плоадь тушения S_Т (часть пщади пожара, на которую подается огнтушащее вещество) для указанных выше еометрических форм площади пожара определяется по формулам:

а) по круговой форме

                      (5.22)

                     (5.23)

где h_Т – глубина тушения стволов соответственно принимаеся равной для

ручнх стволов 5 м; для лафетных -10м.

б) при полукруговой и угловой соответственно

                 (5.24)

                 (5.25)

Нетрудно заметить что при круговом развитии пожра площадь тушения имеет кольцевое сение с толщиной кольца, равной глубине туния ствола;

в) при прямоугольной форме при подаче стволов по всему периметру пожара

                 (5.26)

где а и b – соотвественно ширина и длина фронта пожара;

г) при прямоугольной форме пожара при подаче стволов по фронту hраспространения пожара

                   S_Т = nah_Т,                               (5.27)

где а и b– сответственной ширина помещения и количесо направленной подачи стволов.

В зависимости от формы площади тушения процесс тушения пожара может отекать по-разному (рис. 5.11).

Тушение пожаов, у которых площадь тушения переменная.

Рис .11 Характер тушения распространяющих пожаров:

а- тушение при постоянном фактическом расходе;

б- тушение при переменном фактическо расходе;

в- тушение при постоянной площади тушения.

При круговом развитии пожара или пр тушении прямоугольного пожара по всему перетру значение площади тушения есть фуция времени. После достижения условия локализации, в процессе тушения пожара, площадь тушения будет уменьшаться, если принять, что глубина тушения стволов не из­меется (h_Т=const=5-10м). Тода возможны два случая тушения пожа­ра.

1-й слай (рис. 5.11, а). Процесс тушения ведут до самого конца с по­стоянным    расходом    воды Q_Ф=Q_ТР=const, который был доиг­нут в момент локализации пожара. В этом лучае по мере тушения пожара и продвижния ствольщиков к цент­ру очага возникновения пожара пло­щадь тушения будет уменьшаться. Следовательно, при неизменном рас­ходе воды фактическое значение ин­тенсвности подачи будет возрастать

и в пределе стремиься к бесконечно­сти.

При этом время лквидации по­жара будет минимальным.

2-й случай (рис. 5.11, б). После достижения условия локализации по­жара (Q_Ф ≥ Q_ТР процесс тушения пожара ведут с перемным расходом огнетушащего вещества, т.е. обеспе­чивая постоянство интенсивности подачи уменьшением площади туше­ния. В этом счае время ликвидации пожара будет боль, чем в первом случае.

Тушение пожара с постояннй площадью тушения.

Площадь тушения имеет посто­янное значение у пожаров прямоу­гольной формы с одностоонним или многосторонним развитием. В этом учае возможен только один из ва­рианто тушения пожара. Т.е. фактическое значение асходов огнетушащего вещества поддержиается в течение всего времени тушения постоянным, так как в противном случае будет нарушено условие локализации пожара (рис. 5.11, в).

Опделение треемого расхода воды на тушение и защиту.

В зависимости от обстановки на пожаре требуемый расход огнетушащего вещества для тушения твердых горючи материалов определяют на всю площадь пожаа или только на площадь тушения.

Расчет вет по формулам:

                   (5.28)

                            (5.29)

Нередко обстановка на пожаре требует подачи определенных расходов воды на защиту негорящего объекта (помещения, резервара, выше расположенного этажа и т.д.), расположенного вблизи объекта пожара. таких случаях чаще всего исходят из кличества мест защиты, например, один-два свола с расходом 3,5-7,0л/с на этаж, лестничную клетку, подвальное и чердачное помещения и др. Расходы огнетушащих веществ на защиту определяют по площади, на оторую возможно распространение пожар, или периметру защищаемого объекта. Интенвность подачи огнетушащих веществ на ащиту объекта, которому угрожает распрострнение пожара, принимают исходя из опыта тушения пожаров, обычно в 2-3 раза меньше по сравнению с интенсивностью на непосредственное тушение.

Поскольку прцесс развития и тушения распространяющихс пожаров носит динамический характер, следовательно, и критерий расчета требуемого количества сил и средств должен учитывать динамику развития пожара и динамику сосредоточения и введения сил и сдств на тушение пожара в соответствии с рписанием выезда пожарных подразделен на пожар.

Определение требуемого количества стволов и отделений.

Колиество стволов на тушение определяют о формулам:

             (5.30)

            (5.31)

где,  – расход воды на защиту [л/с],  – количество стволов на защиту.

Общее количество стволов на тушение пожара и защиту смежных объектов будет равно:

Количество отдении, которые необходимо вызвать на пожар, определяют исходя из тактических возможностей их боевых расчетов. Практически количеств отделений находят делением требуемого расхода огнетушащего вещества на расход, который может подать одно отдление (один боевой расчет).

                        (5.32)

Количество отделий можно рассчитывать также по формуле:

                       (5.33)

где N_CТ и N_ОТД – соответственно требуемое количество стволов на тушение и количества стволов, которое может подать одно отделение.

В большинстве случае, ак показала практика, одно отделение может подать на тушени горящих и защиту соседних объектов не более 14-20 л/с воды. Поэтому при решеии задачи, безотносительно к какому-либо гарнизону, эти величины принимаются как средние.

На водоисточники устанавлива не всю технику, которая прибывает на пожр, а такое ее количеств, которое обпечивало бы подачу расчетного расхода, т..

                            (5.34)

где Q_Н – подача насоса, л/с.

Такой оптимальный расход проверт по принятым схемам боевого развертывани с учетом длины рукавных линий и расчетного количества стволов. В любом из указанных случаев, если позволяют условия (в частности, насосно-рукавная система), оевые расчеты прибывающих подразделенй должны использоваться для работы от уже становленных на водоисточники автомобей. Это не только обеспечит использование ехники на полную мощность, но и ускорит введение сил и средств на тушение пожара.

Тушеие пожаров воздушно-механической пенй на площади (нераспространяющиеся пожар или условно приводящиеся к ним).

Исходные данные для расчета:

        пладь пожара;

        интенсивность подачи раствора пенообразователя;

        итенсивность подачи воды на охлаждение;

        расчетное врмя тушения.

При пожарах в резервуарных паах за расчетный параметр берут площадь зерала жидкости наибольшего резервуара или площадь в обваловании, наибольшую возможную площадь разлива ЛВЖ при пожарах на самолетах.

На первом этапе боевых дйствий производят охлаждение горящих и содних резервуаров. Расход воды на охлдение (защиту) горящего вертикального металлического резервуара определяют по формуле:

                        (5.35)

где  — требуемая интенсивность подач воды 0,8 л/(м-с); (при горении жидкости в обваловании интенсивность увеличиваея до 1 л/(м-с) длины окружности резервуар находящегося в зоне непосредственно воздействия пламени) но не менее 3х стволов.

На защиту соседих с горящим резервуаров и отстоящихся от его до двух нормативных расстояний тбуемый расход воды определяется по формул

                 (5.36)

где  = 0,3 л/(м-с); н не менее 2х стволов.

Расход воды на охлаждение подземны резервуаров (горящих и соседних с ними) пинимают по СНиПу в зависимости от обема резервуара.

Определение требуемого расода раствора пенообразователя производят по формуле:

          (5.37)

где R – радиус орящего резервуара, м; I_ТР – интенсивность подачи раствора пенообразователя, которая при тушении пеной средней атности в зависимости от температуры вспышки паров горящей жидкости находится в следующих пределах:

Требуемое количество генераторов пеы средней кратности типа ГПС рассчитывает по формуле:

     (5.38)

где q_ГПС — расход раствра пенообразователя для ГПС-600 и ГПС-200 принимается соответственно равным 6 и 20 л/с.

Для проведения приближенных расчетов принимают, что один ствол     ГПС-600 обеспечивает тушение пожара нефтепродуктов с температурой вспышки 28°С и ниже на площади 75 м² и тушение нети и жидкости с температурой вспышки свыше 28°С на площади 120 м².

При тушении пожаров жидкостей пенами необходимо сосредоточить у места пара и подготовить к действию расчете количество и резерв пенообразующих средв.

Тебуемое количество пенообразователя ля тушения пожара определяют по формуле:

      (5.39)

где N_ГПС,—количество генераторов пены; _ГПС, — расход пенообразователя через генератор, л/с; τ_н — ормативное время тушения пожара, принимаея равным 10 мин; К—коэффициент запас, принимается равным 3.

Треуемое количество отделений на тушение пожара определяется по формуле:

                     (5.40)

где n_СТ.ОТД – кочество стволов ГПС, которое может поать одно отделение. Общее количество отделений будет равно:

                 (5.41)

Тушение пожаров в помещениях вдушно-механической пеной по объему.

При пожарах в помещениях иног прибегают к тушению пожара объемным спосом, т.е. заполняют весь объем воздуо-механической пеной (трюмы судов, кабельые тоннели, подвальные помещения и т.).

в этом случае требуемое количество стволов ГПС получают из следующих выражений:

                               (5.42)

          (5.43)

                      (5.44)

где W_ПОМ – объем помещения, м³; q­_ГПС – расход пены из ГПС, м³мин; τ_Н – нормативное время тушения пожара, пнимается равным 10 мин; К_р – коэффициент запаса, принимается равным 3.

Требемое количество раствора пенообразовтеля определяется так же, как и при тушен ЛВЖ и ПК по площади пожара.

Тушение пожаров порошковыми составами.

В послднее время все шире входит в практику пожаротушения, порошковые огнетушащие сосавы, которые эффективно тушат пожары лассов: А (ТГМ), В (жидкостей), С (газов) Д (металлов) и т.д. На вооружении подразделений пожарной охраны находятся автомобили порошкового тушения и автомобили комбинированного тушения.

В зависимости от обстановки на пожаре ликвидация горени осуществляется лафетными стволами с асходом порошка 30-40 кг/с или ручными с сходом 2-4 кг/с. Подача ПОС на площади пожара производится при тушении пожаров твердых горючих материалов, жидкосте металлов.

При этом методика раста сил и средств в общем виде сводится к ределению следующих параметров:

требуемого расхода порошка

                                  (5.45)

где I_ТР –дл порошков общего назначения принимается раной 0,3 кг/(м²с) количество стволов

                                     (5.46)

количество порошка для тушеня пожара

                   (5.47)

где τ_Р – расченое время тушения, принимается равным 30 ; q_УД – требуемый удельный расход прошка, кг/м2.

Удельный расход порошка общего назначения при тушении пожаров ТГМ и жидкостей ориентировочно составляет 2-5 кг/м², порошков специального назнания при тушении пожаров металлов 30-0 кг/м².

требуемог количества автомобилей порошкового тушения

                                 (5.48)

W_АП - объем порошка вывозимого на автомобиле.

Пожары на открытых технологческих установках в виде факельного горен или пожары газовых и нефтяных фонтанов тушатся объемным способом, т.е. подачей порошка в объем зоны горения. Подача порошка на тушение может производиться помощью порошковых автомобилей и друх технических средств. Методика расчета с и средств при тушении порошковыми аомобилями сводится к определению следующи параметров:

требуемого расхода порошка

                                     (5.49)

где Q_Г–расход аварийно истекающего горючего газа, м³/c; _УД– удельный расход порош, принимается равным 1 кг/м³ или 25-30 кг/м²;

количество стволов

                                      (5.50)

количество порошка

                             (5.51)

где τ_р – расчетное врмя тушения, принимается равным 30 с.

Caution: Some letters were intendedly removed from the document because It was created by TRIAL version of Softany CHM to DOC converter. To get rid of this, please purchase the product.

6. òåìà ⊃1; 6