Расчёт основных параметров развития и тушения пожара в здании оптовой торговой базы

Введение

В современных условиях разработка экономически оптимальных и эффективных противопожарных мероприятий немыслимо без научно-обоснованного прогноза динамики пожара.

Прогнозирование динамики пожара в помещении необходимо:

· при разработке оперативных планов пожаротушения и планировании боевых действий боевых подразделений при пожаре;

· для оценки фактических пределов огнестойкости и для многих других целей.

Современные методики прогнозирования пожара не только позволяют «заглядывать в будущее», но и «увидеть» то, что уже когда-то и где-то произошло.

При рассмотрение объекта воздействия опасных факторов пожара (ОФП) на людей используют так называемые предельно-допустимые значения параметров состояния среды в зоне пребывания людей. Предельно-допустимые значение опасных факторов пожара получены в результате обширных методико-биологических исследований. В процессе этих исследований установлен характер воздействия ОФП на людей в зависимости от значений количественных характеристик. Следует подчеркнуть, что в условиях пожара имеет место одновременное воздействие на человека всех ОФП. В следствии этого опасность многократно увеличивается.

В строительных конструкциях зданий и сооружений используются различные материалы по происхождению пожарной опасности. Конструктивные элементы из железобетона, кирпича, бетона способны в условиях пожара в течение десяти минут, а иногда нескольких часов сопротивляться воздействию ОФП и не разрушаться. Стальные конструкции зданий не горят, не распространяют огонь, но при 15-20 минутном огневом воздействии теряют несущую способность.

Знать опасные свойства строительных материалов, оценивать поведение конструкций при пожаре, предлагать эффективные способы огнезащиты конструктивных элементов – одна из первоначальных обязанностей инженера пожарной безопасности. При пожаре происходит газообмен среды в помещении с окружающей средой через проемы различного назначения. Перепад давления обусловлен так, что при пожаре плотность газовой среды внутри помещения существенно о плотности наружного воздуха.

Статистические данные о пожарах в РФ.

2002 год: количество пожаров-129322, ущерб-1485827 тыс. рублей; погибло людей-9783 человека; уничтожено строений-35420 единиц; уничтожено техники-3550 единиц.

Обстановка пожаров в РФ в 1-ом полугодии 2003 года на предприятиях, охраняемых ГПС: количество пожаров-437; потери-61543 тыс.рублей. Обстановка пожаров в РФ в 1-ом полугодии 2003 года на предприятиях, охраняемых ГПС: количество пожаров-342; потери-167823 тыс.рублей.

Пожары происходили на следующих основных предприятиях:

· производственные здания -196;

· слады, базы, производственные предприятия – 13;

· строящиеся объекты – 9

Номер объекта - 1;

Место пожара - т.11

Вид горючего материала – х/б ткани;

Количество вещества (кг) – 4900;

Начальная температура Т0 (0С) - -5;

Атмосферное давление Р0 (Па) – 97825;

Потери тепла излучением, % - 11;

Размер наружных дверей в помещении (м) – 3х3;

Размер оконных проемов на высоте от уровня пола, м – 1,5х4 h=3,5;

Высота до покрытия Н, м – 8;

Время возникновения пожара – 000;

Время сообщения о пожаре – 003;

Время сбора и выезда подразделений по вызову №1 – 006;

Время прибытия первого пожарного подразделения – 015;

Время следования последнего подразделения прибывшего на пожар – 023;

Время введения стволов последним прибывшим подразделением – 030;

Состав горючего вещества:

ω ( С)= 42%;

ω ( Н2)= 8%;

ω ( N2)= 43%;

ω ( О2)= 3%;

ω ( S)= 4%;

Оперативно-тактическая характеристика объекта

Здание торговой оптовой базы.

Здание базы одноэтажное высотой до покрытия 6 метров. Основа здания сборный железобетонный каркас. Наружные стены и колоны железобетонные (предел огнестойкости Пф=3 часа), покрытие совмещенное из сборных железобетонных плит по железобетонным балкам. Кровля мягкая из рубероида на битумной мастике. Здание базы противопожарными стенами разделено на 4 равных по площади отсека.

Дверные проемы складских помещений имеют размеры 1,6х4 каждый на высоте 3,5 метра. Полы бетонные. Вентиляция естественная. Силовое электрооборудование работает под напряжением 380В, осветительное 220В. Промышленные товары в складе культтоваров, ткани и обуви, уложены на деревянные поддоны, хранятся на металлических стеллажах и частично склад мебели (культтоваров) в штабелях.

Высота стеллажей 4,5 метра. Расстояние между стеллажами 1,5 метра. Для погрузочно-разгрузочных работ в складских помещениях используются электроштабелеры, грузоподъемностью 400 кг. Здание базы внутренним противопожарным водопроводом не оборудовано. Категория здание по взрывопожарной и пожарной опасности – В. Степень огнестойкости IV. Класс конструктивной пожарной опасности С2.

Прогнозирование возможной обстановке на пожаре

; мин.

где tдо сооб – время с момента возникновения пожара до сообщения в пожарную часть; tсб.в – время сбора и выезда на пожар; tсл.№1 – время следования подразделений на пожар по вызову №1; tБР№1 – время боевого развертывания подразделения по вызову №1; tсв – время свободного развития пожара.

t1=3+3+5+4=15 мин.

;мин.

где t2 – время подачи огнетушащих веществ первым прибывшим подразделением по вызову №2; tсл.№2 – время следования подразделений на пожар по вызову №2; tБР№2 – время боевого развертывания подразделения по вызову №2; t2=23 мин. (по заданию)

;мин.

где t3 – время с подачи огнетушащих веществ последним прибывшим подразделением по вызову №2м (на момент локализации); tсл.посл№2 – время следования на пожар последнего подразделения по вызову №2; tБР.посл№2 – время боевого развертывания последнего подразделения по вызову №2; t3=30 мин. (по заданию)

Определение формы и площади пожара

, м

где VЛ – линейная скорость распространения фронта пламени, м/мин.

l1=0,5∙0,33∙10+0,33·5=3,3 м;

l2=0,5∙0,33∙10+0,33∙13=5,9 м;

l3=0,5∙0,33∙10+0,33∙20=8,2 м;

Sn1=(3,14/4)·3,322=8,5 м2;

Sn2=(3,14/4)·5,92=27,6 м2;

Sn3=(3,14/4)·8,22=53,4 м2.

Расчет материального баланса процесса горения

Расчет объема воздуха

, м3 ,

где - массовые доли углерода, водорода, кислорода и серы в горючем веществе, %;

т – заданное количество горючего вещества, кг;

α – коэффициент избытка воздуха;

где - объем воздуха необходимый для сгорания заданно количества вещества при нормальных условиях; Р0 – давление при нормальных условиях, Па; Р – заданное давление, Па; Т0 - температура при нормальных условиях, К; Т – заданная температура, К;

, м3.

Расчет объема продуктов горения

Расчет теплового баланса процесса горения

Расчет низшей теплоты сгорания

, кДж/кг

где 339,4; 1257; 108,9; 25,1; 9 – коэффициенты при углероде, водороде, кислороде и т.д. –величины безразмерные;

массовые доли кислорода, водорода, азота, углерода и серы, %;

- массовая доля влаги в горючем веществе, %.

кДж/кг.

Расчет температуры горения

17395кДж/моль – 1873 К

15957кДж/моль - ТГ

ТГ=1673+82,5=1755,5 К.

4. Расчет параметров развития пожара

Определение приведенной массовой скорости выгорания

По приложению №9 (ист.18) VМ1=0,014, VМ2=0,014; VМ3=0,013

Расчет плотности теплового потока

где η - коэффициент химического недожога, принимается по приложению №7;

VM пр - массовая скорость выгорания, кг/(м2/с);

Sп - площадь пожара на определенный момент времени, м2;

QPH - низшая теплота сгорания, кДж/моль;

Sогр- площадь поверхности ограждающих конструкций, м2;

Расчет коэффициента избытка воздуха

Расчет коэффициента избытка воздуха α определяется по графику приложения №10 (ист.18), по численному значению Sп / Sпол определяется вид кривой, а по полученным значениям S1 / Sп и величине количества воздуха, необходимого для полного сгорания 1кг вещества VB0, определяется порядковый номер кривой.

Определение температуры среды в помещении

По монограмме приложения №14(ист.18) по полученным значениям q, α определяется температура среды в помещении на определенные, заданные моменты времени.

Т1=25 0С=298 К

Т2=30 0С=303 К

Т3=40 0С=313 К

Определение плотности наружного воздуха

где 354 – постоянная величина;

Т – температура окружающего воздуха, К.

Определяем плотность продуктов горения

где 354 – величина постоянная;

Тпi – температура среды в помещении, где произошел пожар, К

.

Определение положения нейтральной зоны

где hНЗ - высота нейтральной зоны, м;

НП - высота приточного проема, м;

Н - расстояние между центрами приточных и втяжных отверстий, м;

- плотность воздуха, кг/м3;

- плотность продуктов горения, кг/м3;

Sпр - площадь приточных проемов, м2;

Sв - площадь вытяжных проемов, м2;

Определение интенсивности газообмена

где IГТР - требуемая интенсивность газообмена на определенный момент времени, кг/ (м2с);

Vм.пр - приведенная массовая скорость выгорания;

Vв0 - теоретически необходимый расход воздуха, м3/кг;

- плотность наружного воздуха, кг/м3.

где IГФ – фактическая интенсивность газообмена на определенный момент времени, кг/(м2/с);

- коэффициент, учитывающий пропускную способность проема;

- плотность наружного воздуха;

- плотность продуктов горения, кг/м3;

Sпр - площадь приточных проемов, м2;

Sп - площадь пожара на определенный момент времени, м2;

g – ускорение свободного падения, м/с2;

Определение количества дыма, выделяемого в помещении

здание пожар горение

где Vgi - количества дыма, выделяемого с площади горения

Vм.пр - приведенная массовая скорость выгорания, м3/кг;

VПГ - количество продуктов горения, выделяемое при сгорании м3/кг;

- коэффициент пропорциональности, принимаемый 1-1,2 (величина безразмерная);

SПi – площадь пожара на определенный момент времени, м2;

ТП – температура пожара в определенный момент времени, К;

Т0 – начальная температура, К.

.

Определение количества дыма, удаляемого из помещения

где Vудi - количества дыма, удаляемого из помещения;

=0,65- коэффициент, учитывающий расход воздуха через вытяжные проемы;

g – ускорение свободного падения, м/с2;

- плотность наружного воздуха;

- плотность продуктов горения, кг/м3;

Sв - площадь вытяжных проемов, м2;

h – расстояние от оси (центра) вытяжного отверстия до нейтральной зоны, м;

Определение концентрации дыма в помещении

Т.к количество выделяемого дыма меньше удаляемого его количества то весь выделяемый дым будет удаляться.

5 Расчет параметров тушения пожара

Определение площади тушения пожара

В зависимости от вида и режима горения, площади пожара, направлений распространения на момент ввода сил и средств, принимается решение на тушение пожара по всей площади или части, т.е. тушение производится по фронту (периметру) пожара.

,

где ST – площадь тушения по фронту или периметру, м2;

а – ширина помещения, м;

в – длина помещения, м;

ST3=53,4 м2.

Определение вида и расхода огнетушащих средств на тушение пожара

,

где - требуемый расход огнетушащего вещества на тушение пожара, л/с, кг/с, м3/с; - требуемый расход огнетушащего вещества на защиту объекта, л/с, кг/с, м3/с.

,

где SЗ – площадь помещений, подлежащих защите, м2;

IТРЗАЩ – интенсивность подачи воды на защиту.

Определение количества технических приборов для тушения пожара и защиты объекта

Определяем количество стволов на тушение

,

где Qтуш – расход на тушение;

- расход ствола;

Определяем общее число водяных стволов

где - количество стволов на защиту, шт;

- количество стволов на тушение, шт;

Определение фактического расхода подачи воды на тушение пожара и защиту объектов

,

где - фактический расход огнетушащего вещества на тушение и защиту, л/с;

- фактический расход огнетушащего средства на тушение пожара, л/с;

- фактический расход огнетушащего средства на защиту объекта, л/с.

Определение фактического расхода огнетушащего вещества на тушение пожара

,

где - расход воды из ствола при соответствующем пожаре, л/с;

- общее количество стволов на тушение пожара, шт.

Определение фактического расхода огнетушащего средства на защиту

,

где - расход воды из ствола при соответствующем пожаре, л/с;

Принимаем объем резервуара равный 500 м3 .

Обеспечение правил охраны труда при ведении боевых действий

При ликвидации пожаров на складах участники тушения должны следить за изменением обстановки, поведением строительных конструкций. В случае возникновения опасности, немедленно предупредить всех работающих на боевых участках, РТП и других должностных лиц.

Установленные при работе на покрытиях ручные пожарные лестницы должны быть надежно закреплены. Работу со стволом на покрытии осуществляют не менее двух человек. В этом случае требуется страховка спасательной веревкой.

Электрические сети и установки с напряжением выше 220В отключают представители электрослужбы.

Заключение

В результате выполнения расчетов динамики развития пожара, изменения его параметров с течением времени можно сделать вывод, что из-за небольшой скорости распространения пламени пожар занял небольшую площадь склада. Температура среды в помещении на момент локализации пожара равна 40 0С. Для тушения данного пожара применяем воду, подаваемую из 2 ручных стволов «А»( на момент локализации). На защиту помещения и кровли подаем 3 ручных ствола «Б». Общий фактический расход воды составляет 24,5л/с. Емкость резервуара для запаса воды принимаем 500 м3.

Приложение 1

Таблица технических данных

Размещено на Allbest.ru