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 37,85м², среднеобъемная температура в помещении составляет 604°С, тогда температура на уровне рабочей зоны (принимаем 1,7 м) для личного состава будет составлять (формулап.4.1):

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

Высота плоскости равных давлений на 4 минуте пожара составляет 1,07 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 11,327Нп/м.

На уровне рабочей зоны значение оптической плотности дыма будет составлять:

Тогда дальность видимости на уровне рабочей зоны составит:

l_вид=2,38/10,308

l_вид =0,231 м

Среднеобъемное значение парциальной плотности кислорода в поме­щении на 4 минуте пожара составляет 0,0485 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 выше 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 необходимо предусмотреть работу личного со­става в средствах индивидуальной защиты органов дыхания.

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

(п.6.1)

по потери видимости τ_пв:

(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;

Q_н - низшая теплота сгорания материала, МДж/кг;

С_р - 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;

l_пр - предельная дальность видимости в дыму, м;

D_m - 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(Х_СO2=0,11 кг/м³;Хсо = 1,16·10^-3кг/м³; Х_HCL=23·10^-6 кг/м³);

L_o2 - удельный расход кислорода, кг/кг;

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

V_л – линейная скорость распространения пламени, м/с;

При отсутствии специальных требований значения α и Е принимаются равными 0,3 и 50 лк соответственно, а значение l_пр=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 Q_wот выделившегося на пожаре Q^н_р·ψ_F·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,

v_св=0,8·12·9·3,6

v_св=311,04 м³

Рассчитываем критическую продолжительность пожара по 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 СО₂не достигается.

Минимальное значение критической продолжительности пожара (по потери видимости) составляет 44 секунды. Тогда время блокирования эвакуационных путей составит:

τ_бл=0,8·44/60

τ_бл=0,6 мин

Расхождения в значениях времени блокирования эвакуационных путей, рассчитанного по программе INTMODEL и по методике [3], составляет почти 60%. 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 G_в=0.