131

3.4. Оценка пожарной и инженерной обстановки

Учебные вопросы:

1. Прогнозирование обстановки в районе пожара: в населенном пункте (города), на объекте народного хозяйства.

2. Прогнозирование инженерной обстановки при чрезвычайных ситуациях

Л и т е р а т у р а

1. Методика прогнозирования масштабов заражения СДЯВ при авариях на химически-опасных объектах. Штаб ГО. - М.: Госкомгидромет, 1990.

2. Мясников В.В. Методика оценки обстановки на промышленных предприятиях при ЧС. - М.: Москва, 1993.

3. Справочник по поражающему действию ядерного оружия. Ч.2. - М.: Воениздат, 1986.

Вопрос 1. Оценка пожарной обстановки. Под пожарной обстановкой в очаге ядерного поражения понимаются масштабы и плотность пожаров, возникающих и развивающихся в населенных пунктах и на объектах промышленности, оказывающих влияние на жизнедеятельность населения, работу промышленных предприятий, на проведение аварийно-спасательных и других неотложных работ.

Оценку пожарной обстановки производят по результатам прогнозирования.

Прогнозирование может проводиться как в мирное (предварительная оценка) время, так и после ядерного взрыва (аварии).

Предварительная оценка пожарной обстановки включает в себя:

- выявление в городской застройке участков, на которых возможно образование сплошных пожаров и огневых штормов;

- определение возможной пожарной обстановки на маршруте ввода сил ГО на объекты ведения АСиДНР.

В ходе предварительной оценки пожарной обстановки определяют возможность локализации сплошных пожаров, производят расчет сил и средств для основных видов работ противопожарной службы, а также делают анализ обеспечения города (объекта) водой для пожаротушения.

Выявление в городской застройке участков, на которых возможно образование сплошных пожаров и огненных штормов производят следующим образом:

- на плане населенного пункта выделяют участки застройки примерно с одинаковой степенью огнестойкости и этажностью;

- разрывы между участками должны быть не менее 30м. Каждому участку застройки присваивают порядковый номер. Нумерацию участков производят от геометрического центра населенного пункта (города) по часовой стрелке.

На основании данных, характеризующих участки застройки по степени огнестойкости и этажности, а также от плотности застройки, определяют приведенную пожарную нагрузку.

Величина предельной пожарной нагрузки, приведенной к древесине, в зависимости от степени огнестойкости и этажности дана в табл.3.34

Т а б л и ц а 3.34

Величина удельной пожарной нагрузки в кг/м²

Степень огнестойкости зданий	э т а ж н о с т ь
	1	2	3	4	5	6	7	8
I - II III IV - V	- 120 300	70 240 500	120 360 -	170 480 -	220 600 -	270 - -	320 - -	370 - -

По величине приведенной пожарной нагрузки на выделенных участках городской застройки определяются виды возможных пожаров в соответствии с табл.3.35.

Т а б л и ц а 3.35

Величина приведенной пожарной нагрузки Рпр, кг/м2	Характеристика участков застройки по видам возможных пожаров
до 50 51 - 100 100 и более	Участки возможных отдельных пожаров Участки возможных сплошных пожаров Участки опасные в отношении возникновения огневого шторма

Возможную пожарную обстановку на маршрутах ввода сил ГО определяют путем уточнения возможных видов пожаров на участках застройки, прилегающих к этим маршрутам. Уточняют возможность прохода сил ГО и средств ГО через участки сплошных пожаров без защиты людей и техники от теплового излучения.

Для организации борьбы со сплошными пожарами в застройке города (объекта) определяют рубежи локализации сплошных пожаров.

В качестве возможных рубежей локализации принимают улицы и противопожарные разрывы шириной 100 м и более, незастроенные участки территории города (объекта). Если такие рубежи отсутствуют, или их недостаточно, то они могут быть созданы инженерной службой ГО путем подрыва зданий и сооружений на соответствующих участках застройки.

После предварительной оценки пожарной обстановки на план города (объекта) наносят границы городских районов, маршруты ввода сил ГО, категорированные объекты и объекты, не прекращающие свою работу в военное время, пожарные части, городские убежища, источники противопожарного водоснабжения с подъездами к ним, а также выполняют расчет сил и средств противопожарной службы для основных видов работ.

Оценку пожарной обстановки в очаге ЯП производят с целью определения объемов и сроков работ по противопожарному обеспечению АСиДНР, восстановлению источников противопожарного водоснабжения, а также уточнения сил и средств противопожарной службы.

Оценка противопожарной обстановки включает в себя определение видов пожара на территории города (объекта), оказавшейся в очаге ядерного поражения, а также плотность и продолжительность возникающих и продолжающихся пожаров на участках застройки.

Исходные данные для оценки пожарной обстановки :

- вид, мощность и время ядерного взрыва, координаты его центра;

- скорость и направление приземного ветра;

- материалы предварительной оценки пожарной обстановки;

- характеристика застройки по степеням огнестойкости и этажности зданий на участках.

В зависимости от видов и мощности ядерного взрыва по справочникам определяют радиусы, характеризующие зоны полных разрушений, безусловного и вероятного поражения пожарами. Этими радиусами на план (карту) города, вокруг центра взрыва наносят круги, описывающие внешние границы названных зон. Например, в зоне полных разрушений возникнут, в основном, пожары в завалах. В зонах безусловного и вероятного поражения пожарами могут возникнуть и развиваться как отдельные, так и сплошные пожары и огненные штормы.

Оценку пожарной обстановки на объектах проводят с той же целью, что и для городов. Однако имеет свои специфические особенности. Они заключаются в том, что удельная пожарная нагрузка в производственных зданиях и сооружениях не является табличной величиной, а определяется расчетом. Виды пожаров на объектах в каждом конкретном случае определяют отдельно.

Виды пожаров на участке застройки возникнут не сразу после взрыва, а лишь по истечении определенного времени. Для отдельных пожаров - это время охвата огнем зданий, а для сплошных - еще и время их развития по участку застройки. Время охвата огнем зданий :

_охв = _о  х , (3.23)

где _о - время охвата огнем зданий без учета степени их разрушений, т.е. время охвата огнем зданий на пожарах мирного времени (мин); х - коэффициент, учитывающий степень разрушения зданий ударной волной.

Время охвата огнем зданий на пожарах мирного времени зависит от степени огнестойкости и этажности зданий и для практических расчетов может быть принята по табл. 3.36.

Время охвата огнем зданий I, II, III степеней огнестойкости, этажность которых превышает указанные в табл. 3.36, следует принимать по приведенному максимуму.

Значение коэффициента Х определяют по формуле:

Х = R_iр / R_р (3.24)

где R_iр - расстояние от границы зоны полных разрушений до геометрического центра рассматриваемого участка застройки в м;

R_р - расстояние от границы зоны полных разрушений до внешней границы очага ядерного поражения.

Т а б л и ц а 3.36

Степень огнестойкости здания	Э т а ж н о с т ь
	1	2	3	4	5
	Время охвата огнем здания, мин
I - II III IV - V	60 40 30	85 60 60	100 80 -	110 90 -	120 - -

Время развития сплошных пожаров по участку застройки зависит от многих факторов и , в первую очередь, от количества первоначально загоревшихся зданий в момент ядерного взрыва (первоначальной плотности пожаров), протяженности участка застройки, линейной скорости распространения пожара и др. Это время :

_разв = К₃ (3.25)

где Кз - коэффициент, учитывающий плотность пожаров на участке застройки в момент ядерного взрыва; е - длина участка застройки в направлении приземного ветра; Vх - линейная скорость распространения сплошного пожара, м/мин.

Значение коэффициента Кз определяют из выражения:

Кз = 1 - _n , где _n - плотность пожаров.

Важным элементом в оценке пожарной обстановки в очаге ядерного поражения является определение времени выгорания пожарной нагрузки на участке городской застройки. Время выгорания зависит, прежде всего, от величины удельной пожарной нагрузки и массовой скорости выгорания и может быть определено по формуле:

_выч = (3.26)

где Vм - массовая скорость выгорания кг/м² мин, которая является табличной величиной (табл. 3.38).

Зная время охвата огнем здания, характерное для отдельных и сплошных пожаров, время развития сплошных пожаров и время выгорания пожарной нагрузки, можно определить продолжительность пожара на участках застройки:

- для отдельных пожаров _оn = _охв + _выч (3.27)

- для сплошных пожаров _сп = _охв + _{разв +} _выч (3.28)

Пожарную нагрузку в производственных зданиях и сооружениях можно определить по формуле:

Рн =(Рnост + Рпер)  а  в  с (3.29)

где Рпост и Рпер - постоянная и переменная пожарные нагрузки; а, в - коэффициенты, учитывающие скорости выгорания вещества и материалов в зависимости от их физических свойств и конструктивных особенностей зданий; с - коэффициент, учитывающий наличие в зданиях автоматических установок пожаротушения, внутренних пожарных кранов и др.

Численные значения коэффициентов а , в , с в формуле 3.29 определяют по специальной методике.

Для упрощения расчета величины полной пожарной нагрузки коэффициенты а , в , с в формуле 3.29 можно опустить.

В постоянную пожарную нагрузку включают материалы, входящие в строительные конструкции и способные гореть.

В переменную пожарную нагрузку входят вещества и материалы, обращающиеся в производстве, в т.ч., технологическое оборудование и материалы, находящиеся в расходных складах, мебель и т.п., способные гореть.

Величина постоянной и переменной нагрузки может быть определена по формуле:

(3.30)

где m_i - масса горючего вещества (материала), кг; Qi - количество тепла, выделяемого при сгорании одного кг вещества (материала) мДж/кг; Sзд - площадь здания, м ; n - число видов горящих материалов (веществ).

Теплота сгорания является табличной величиной. Значения теплоты сгорания для некоторых видов материалов и веществ приведены в табл. 3.37.

При оценке пожарной обстановки в производственных зданиях и сооружениях важную роль играет удельная пожарная нагрузка, представляющая собой количество горючего вещества и материалов, приходящихся на 1 м² площади здания.

Так как в производственных зданиях имеются различные по своим физико-химическим свойствам вещества и материалы, для определения удельной пожарной нагрузки, их необходимо привести к единому горючему материалу, целесообразнее всего - к древесине. С этой целью, определенную по формуле 3.29 полную пожарную нагрузку следует отнести к теплоте сгорания древесины:

. (3.31)

Для практических расчетов теплоту сгорания древесины следует принимать равной 17 мДж/кг.

Зная удельную пожарную нагрузку, можно определить приведенную пожарную нагрузку для объекта в целом и продолжительность пожара в производственных зданиях.

Т а б л и ц а 3.37

Наименование горючих веществ и материалов	Теплота сгорания, мДж/кг	Наименование горючих веществ и материалов	Теплота сгорания, мДж/кг
Ацетон Бензин Битум Бумага Волокно вискозное Глицерин Древесина: влажн-10% -20% -30% Бутадиен изопреновый Керосин Уайт-спирит	31 43,6 42,0 13,4 15,5 38,0 16,3-16,8 14,2-14,7 12,1-12,4 45,3 43,2 45,7	Ксилол Лак - ХВХ-21 Масло трансформаторное Масло индустриальное Масло солярное Нитроэмаль-НЦ-25 Полипропилен Полиэтилен Резина Толуол Ткань х/б Ткань синтетическ.	42,3 35,0 42,5 43,0 43,1 32,1 45,7 47,1 33,5 42,4 13,4 27,5

Продолжительность пожара в производственных зданиях можно рассчитать по формуле:

_n = _охв + _выч (3.32)

Время охвата производственных зданий огнем определяют по формуле:

_{охв =} (3.33)

где L - ширина фронта распространения пламени, м; n - число направлений распространения пожара внутри здания, м/мин; Vл.зд - линейная скорость распространения пожара внутри здания, м/мин.

Время выгорания пожарной нагрузки в производственных зданиях определяют по формуле:

_{выч =} (3.34)

где Vм - массовая скорость выгорания горючих веществ является табличной величиной и приведена в табл. 3.38.

На объектах, как и в городской застройке, могут возникать и развиваться отдельные и сплошные пожары, а также огненные штормы. Отдельные и сплошные пожары характерны для смежных производственных зданий и сооружений, а штормы - для всего объекта в целом.

Виды пожаров устанавливают, исходя из обособленности или общности зон опасного воздействия тепла (интенсивности облучения), границы зон определяются расстоянием от горящего здания до точки, в которой интенсивность теплового излучения не превышает допустимое для человека, техники , здания. Это расстояние назовем б е з о п а с н ы м (R).

Т а б л и ц а 3.38

Наименование горючих веществ и материалов	Массовая скорость выгорания кг/м2 мин	Наименование горючих веществ и материалов	Массовая скорость выгорания кг/м2 мин
Ацетон Бензин Бумага Древесина влажн.20% Изделия из полиэтил. -" - из полипропил. -"- из полистирола. Каучук натуральный Каучук синтетический	2,63 2,4-3,7 0,48 0,84 0,62 0,87 0,89 0,8 0,53	Керосин Метиловый спирт Нефть Полистерол Текстолит Хлопок Толуол Штапельное волокно Этиловый спирт	2,90 0,96 1,3-1,7 0,86 0,40 0,24 2,88 0,40 1,6-2,0

Интенсивность облучения при длительности пребывании личного состава противопожарной службы, находящегося в разрыве между горящими зданиями в боевой одежде составляет - 4200 вт/м².

Вид пожара, который может возникнуть между смежными производственными зданиями может, быть определен из условия:

1. L > R₁ +R₂ (3.35)

2. L < R₁ + R₂ (3.36)

где L - расстояние между смежными горящими зданиями, в метрах;

R₁ ,R₂ - безопасное расстояние от 1-го до 2-го смежного горящего здания, м.

Если выполняется условие 1, то возникнут отдельные пожары, если условие 2 - то сплошные.

Безопасное расстояние R определяют на основе законов передачи тепла излучением по формуле:

(3.37)

где _{1 ,}₂ - угловые коэффициенты облученности, определяемые наибольшими углами между направлением излучения и нормалью к поверхности, излучающей тепло по длине факела _г и по высоте _ (см. рис.3.5); Тф - средняя температура пламени, ^оС; Т₁ - максимально допустимая температура для смежного объекта (К); Sф - площадь проекции поверхности пламени на плоскость, параллельную облучаемой поверхности, м² ; g_доп - допустимая интенсивность облучения, вт/м² ; Спр - приведенный коэффициент излучения, который для практических расчетов можно принять 4,65 вт/см К .

l

h

в

R

Рис. 3.5

Схема к определению наибольших углов направления

излучения от поверхности пламени

Известно, что температура пламени по высоте не остается постоянной. Поэтому, при расчете безопасных расстояний принимается среднеповерхностная температура пламени, которая для практических расчетов может быть принята равной 1150 К при горении легковоспламеняющихся жидкостей.

1300 К- при горении древесины и изделий из нее;

1500 К - при горении природных и сжиженных газов.

Площадь пламени в зданиях I и II степени огнестойкости при размещении в них производств, отнесенных по пожарной опасности к категориям А, Б, В, рекомендуется принимать как удвоенную площадь остекления, площадь поверхности пламени, выбивающегося через оконный проем в два раза больше площади этого проема.

Для определения коэффициентов ₁ ₂ нужно, соответственно установить наибольший угол между направлением излучения и нормалью к поверхности, излучающей тепло: по длине L_г и по высоте L_ факела(см. рис. 3.5).

По найденным углам направления излучения L_г и L_ по справочнику определяются коэффициенты ₁ и ₂ . Для наиболее часто встречающихся в практике углов направления излучения составляющих L_г = 45 и L_ =10, а также L_г = 60 и L_ = 10 численное значение коэффициентов ₁ и ₂ для инженерных расчетов можно принять равными: 0,7 и 0,98; 0,55 и 0,98 - соответственно.

Предельно допустимые температуры нагрева и критические плотности теплового потока (интенсивность облучения) для различных поверхностей автомобиля приведены в табл. 3.39.

Т а б л и ц а 3.39

Наименование материала	Предельно- допустимая температура, К	Критическая плотность теплового потока, вт/м2
Древесина, окрашенная масляной краской Резина, шины, уплотне-ния Стекло Стеклопластик, полимер- ные материалы	403 4,3 4,3 433	13000 15000 15000 15000

Примечание. Критические плотности теплового потока и предельно-допустимые температуры нагрева для человека, находящегося в защитной одежде и незащищенного можно принять равным: 333 К 4200 вт/м², 323 К 560вт/м².