Значения велечин для основных горючих материалов. Определение скорости роста площади пожара Линейная скорость распространения горения таблица
МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ
Федеральное государственное бюджетное учреждение Всероссийский ордена «Знак Почета» научно-исследовательский институт противопожарной обороны МЧС России
(ФГБУ ВНИИПО МЧС России)
УТВЕРЖДАЮ
Начальник
ФГБУ ВНИИПО МЧС России
Кандидат технических наук
В.И. Климкин
Методика
Испытаний по определению линейной скорости распространения пламени
Твердых веществ и материалов
ПрофессорН.В. Смирнов
Москва 2013
Настоящая методика предназначена для использования специалистами СЭУ ФПС ИПЛ МЧС России, надзорных органов МЧС России, испытательных лабораторий, научно-исследовательских организаций, предприятий - производителей веществ и материалов, а также организаций, работающих в области обеспечения пожарной безопасности объектов.
Методика разработана ФГБУ ВНИИПО МЧС России (заместитель начальника научно-исследовательского центра профилактики пожаров и предупреждения чрезвычайных ситуаций с пожарами, доктор технических наук, профессор Н.В. Смирнов; главный научный сотрудник, доктор технических наук, профессор Н.И. Константинова; начальник сектора, кандидат технических наук О.И. Молчадский; начальник сектора А.А. Меркулов).
В методике представлены принципиальные положения по определению линейной скорости распространения пламени по поверхности твердых веществ и материалов, а также описание установки, принцип действия и другие необходимые сведения.
В настоящей методике используется установка, основа конструкции которой соответствует ГОСТ 12.1.044-89 (п. 4.19) «Метод экспериментального определения индекса распространения пламени».
Л. - 12, прилож. - 3
ВНИИПО - 2013
Область применения4Нормативные ссылки4Термины и определения4Оборудование для испытаний4Образцы для испытаний5Калибровка установки6Проведение испытаний6Оценка результатов испытаний7Оформление протокола испытаний7Требования безопасности7Приложение А (Обязательное) Общий вид установки9
Приложение Б (Обязательное) Взаимное расположение радиационной панели
И держателя с образцом10
Список исполнителей работы12Область применения
Настоящая методика устанавливает требования к методу определения линейной скорости распространения пламени (ЛСРП) по поверхности горизонтально расположенных образцов твердых веществ и материалов.
Настоящая методика распространяется на горючие твердые вещества и материалы, в т.ч. строительные, а также на лакокрасочные покрытия.
Методика не распространяется на вещества в газообразном и жидком виде, а также сыпучие материалы и пыли.
Результаты испытаний применимы только для оценки свойств материалов в контролируемых лабораторных условиях и не всегда отражают поведение материалов в реальных условиях пожара.
В настоящей методике использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно- гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.
ГОСТ12.1.019-79(2001)Системастандартовбезопасноститруда.
Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты.
ГОСТ12.1.044-89Пожаровзрывоопасностьвеществиматериалов.
Номенклатура показателей и методы их определения.
ГОСТ 12766.1-90 Проволока из прецизионных сплавов с высоким электрическим сопротивлением.
ГОСТ 18124-95 Листы асбестоцементные плоские. Технические условия.
ГОСТ 20448-90 (с изм. 1, 2) Газы углеводородные сжиженные топливные для коммунально-бытового потребления. Технические условия.
Термины и определения
В настоящей методике применены следующие термины с соответствующими определениями:
Линейная скорость распространения пламени: Расстояние, пройденное фронтом пламени в единицу времени. Это физическая величина, характеризуемая поступательным линейным движением фронта пламени в заданном направлении в единицу времени.
Фронт пламени: Зона распространяющегося открытого пламени, в которой происходит горение.
Оборудование для испытаний
Установка для определения линейной скорости распространения пламени (рисунок А.1) включает в себя следующие элементы: вертикальную стойку на опоре, электрическую радиационную панель, держатель образца, вытяжной зонт, газовую горелку и термоэлектрический преобразователь.
Электрическая радиационная панель, состоит из керамической плиты, в пазах которой равномерно закреплён нагревательный элемент (спираль) из проволоки марки Х20Н80-Н (ГОСТ 12766.1). Параметры спирали (диаметр, шаг намотки, электрическое сопротивление) должны быть такими, чтобы суммарная потребляемая мощность не превышала 8 кВт. Керамическая плита помещена в теплоэлектроизолированный корпус, закреплённый на вертикальной стойке и
Подключена к электрической сети с помощью блока питания. Для увеличения мощности инфракрасного излучения и уменьшения влияния потоков воздуха перед керамической плитой установлена сетка из жаростойкой стали. Радиационная панель устанавливается под углом 600 к поверхности горизонтально расположенного образца.
Держатель образца состоит из подставки и рамки. Рамку закрепляют на подставке горизонтально так, чтобы нижняя кромка электрической радиационной панели находилась от верхней плоскости рамки с образцом на расстоянии 30 мм по вертикали и 60 мм по горизонтали (рисунок Б.1).
На боковой поверхности рамки нанесены контрольные деления через каждые (30±1) мм.
Вытяжной зонт размерами (360×360×700) мм, установленный над держателем образца, служит для сбора и удаления продуктов горения.
4.5. Газовая горелка представляет собой трубку диаметром 3,5 мм из жаростойкой стали с запаянным концом и пятью отверстиями, расположенными на расстоянии 20 мм друг от друга. Горелка в рабочем положении установлена перед радиационной панелью параллельно поверхности образца по длине середины нулевого участка. Расстояние от горелки до поверхности испытываемого образца составляет (8±1) мм, а оси пяти отверстий ориентированы под углом 450 к поверхности образца. Для стабилизации запального пламени горелка помещена в однослойный чехол из металлической сетки. Газовая горелка подсоединяется гибким шлангом через вентиль, регулирующий расход газа, к баллону с пропан - бутановой фракцией. Давление газа должно находиться в диапазоне (10÷50) кПа. В положении “контроль” горелку выводят за край рамки.
Блок питания состоит из регулятора напряжения с максимальным током нагрузки не менее 20 А и регулируемым выходным напряжением от 0 до 240 В.
Устройство для измерения времени (секундомер) с диапазоном измерения (0-60) мин и погрешностью не более 1 с.
Термоанемометр - предназначен для измерения скорости воздушного потока с диапазоном измерения (0,2-5,0) м/с и точностью ±0,1 м/с.
Для измерения температуры (справочный показатель) при испытании материалов используют термоэлектрический преобразователь типа ТХА с диаметром термоэлектрода не более 0,5 мм, спай изолированный, с диапазоном измерения (0-500)оС, не более 2 класса точности. Термоэлектрический преобразователь должен иметь защитный кожух из нержавеющей стали диаметром (1,6±0,1) мм, и закрепляться таким образом, чтобы изолированный спай находился в центре сечения суженной части вытяжного зонта.
Прибор для регистрации температуры с диапазоном измерения (0-500)оС, не более 0,5 класса точности.
Для измерения линейных размеров используют линейку металлическую или рулетку с диапазоном измерения (0-1000) мм и ц.д. 1 мм.
Для измерения атмосферного давления используют барометр с диапазоном измерения (600-800) мм.рт.ст. и ц.д. 1 мм.рт.ст.
Для измерения влажности воздуха используют гигрометр с диапазоном измерения (20-93)%, (15-40)оС и ц.д. 0,2.
Образцы для испытаний
5.1. Для испытания одного вида материала изготавливают пять образцов длиной (320±2) мм, шириной (140±2) мм, фактической толщиной, но не более 20 мм. Если толщина материала составляет более 20 мм, необходимо срезать часть
Материала с не лицевой стороны, что бы толщина составляла 20 мм. При изготовлении образцов экспонируемая поверхность не должна подвергаться обработке.
Для анизотропных материалов изготавливают два комплекта образцов (например, по утку и по основе). При классификации материала принимается худший результат испытания.
Для слоистых материалов с различными поверхностными слоями изготавливают два комплекта образцов с целью экспонирования обеих поверхностей. При классификации материала принимается худший результат испытания.
Кровельные мастики, мастичные покрытия и лакокрасочные покрытия испытывают нанесенными на ту же основу, которая принята в реальной конструкции. При этом лакокрасочные покрытия следует наносить не менее четырёх слоёв, с расходом каждого слоя, в соответствии с технической документацией на материал.
Материалы толщиной менее 10 мм испытывают в сочетании с негорючей основой. Способ крепления должен обеспечивать плотный контакт поверхностей материала и основы.
В качестве негорючей основы следует использовать асбестоцементные листы размерами (320×140) мм, толщиной 10 или 12 мм, изготовленные по ГОСТ 18124.
Образцы кондиционируют в лабораторных условиях не менее 48 ч.
Калибровка установки
Калибровка установки должна проводиться в помещении при температуре (23±5)C и относительной влажности воздуха (50±20)%.
Измерить скорость воздушного потока в центре сечения суженной части вытяжного зонта. Она должна находиться в диапазоне (0,25÷0,35) м/с.
Отрегулировать расход газа через запальную газовую горелку таким образом, чтобы высота язычков пламени составляла (11±2) мм. После чего запальную горелку выключают и переводят в положение “контроль”.
Включить электрическую радиационную панель и установить держатель образца с тарировочной асбестоцементной плитой, в которой расположены отверстия с датчиками теплового потока в трёх контрольных точках. Центры отверстий (контрольные точки) расположены по центральной продольной оси от края рамки держателя образца на расстоянии, соответственно, 15, 150 и 280 мм.
Нагреть радиационную панель, обеспечивая плотность теплового потока в стационарном режиме для первой контрольной точки (13,5±1,5) кВтм2, для второй и третьей точки, соответственно, (9±1) кВтм2 и (4,6±1) кВтм2. Плотность теплового потока контролируют датчиком типа Гордона с погрешностью не более
Радиационная панель вышла на стационарный режим, если показания датчиков теплового потока достигают значений заданных диапазонов и остаются неизменными в течение 15 мин.
Проведение испытаний
Испытания должны проводиться в помещении при температуре (23±5)C и относительной влажности воздуха (50±20)%.
Настроить скорость воздушного потока в вытяжном зонте согласно 6.2.
Нагреть радиационную панель и проконтролировать плотность теплового потока в трёх контрольных точках согласно 6.5.
Закрепить испытуемый образец в держателе, нанести на лицевой поверхности риски с шагом (30±1) мм, зажечь запальную горелку, перевести ее в рабочее положение и отрегулировать расход газа согласно 6.3.
Поместить держатель с исследуемым образцом в установку (согласно рисунка Б.1) и включить секундомер в момент контакта пламени запальной горелки с поверхностью образца. Временем воспламенения образца считается момент прохождения фронтом пламени нулевого участка.
Испытание длится до момента прекращения распространения фронта пламени по поверхности образца.
В процессе испытания фиксируют:
Время воспламенения образца, с;
Время i прохождения фронтом пламени каждого i-го участка поверхности образца (i = 1,2, ... 9), с;
Общее время прохождения фронтом пламени всех участков, с;
Расстояние L, на которое распространился фронт пламени, мм;
Максимальную температуру Тmax дымовых газов, C;
Время достижения максимальной температуры дымовых газов, с.
Оценка результатов испытаний
Для каждого образца вычисляют линейную скорость распространения пламени по поверхности (V, м/c) по формуле
V= L / ×10-3
Среднее арифметическое значение линейной скорости распространения пламени по поверхности пяти испытанных образцов принимают за линейную скорость распространения пламени по поверхности исследуемого материала.
8.2. Сходимость и воспроизводимость метода при доверительной вероятности 95 % не должна превышать 25 %.
Оформление протокола испытаний
В протоколе испытания (приложение В) приводят следующие сведения:
Наименование испытательной лаборатории;
Наименование и адрес заказчика, изготовителя (поставщика) материала;
Условия в помещении (температура, ОС; относительная влажность, %, атмосферное давление, мм.рт.ст);
Описание материала или изделия, техническую документацию, торговую марку;
Состав, толщину, плотность, массу и способ изготовления образцов;
Для многослойных материалов - толщину и характеристику материала каждого слоя;
Параметры, регистрируемые при испытаниях;
Среднее арифметическое значение линейной скорости распространения пламени;
Дополнительные наблюдения (поведение материала при испытаниях);
Исполнители.
Требования безопасности
Помещение, в котором проводят испытания, должно быть оборудовано приточно-вытяжнойвентиляцией.Рабочееместооператорадолжно
Удовлетворять требованиям электробезопасности по ГОСТ 12.1.019 и санитарно- гигиеническим требованиям по ГОСТ 12.1.005. Лица, допущенные в установленном порядке к испытаниям, должны быть ознакомлены с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации испытательного и измерительного оборудования.
Приложение А (обязательное)
Общий вид установки
1 – вертикальная стойка на опоре; 2 - электрическая радиационная панель; 3 - держатель образца; 4 - вытяжной зонт; 5 - газовая горелка;
6 – термоэлектрический преобразователь.
Рисунок А.1 - Общий вид установки
Приложение Б (обязательное)
Взаимное расположение радиационной панели и держателя с образцом
1 – электрическая радиационная панель; 2 – держатель с образцом; 3 - образец.
Рисунок Б.1 – Взаимное расположение радиационной панели и держателя с образцом
Форма протокола испытаний
Наименование организации, выполняющей испытания ПРОТОКОЛ №
Определения линейной скорости распространения пламени по поверхности
От “ ” г.
Заказчик (Изготовитель):
Наименование материала (марка, ГОСТ, ТУ и т.д.):
Характеристики материала (плотность, толщина, состав, количество слоёв, цвет):
Условиявпомещении(температура, ОС;относительнаявлажность,%; атмосферное давление, мм.рт.ст):
Наименование методики испытаний:
Испытательное и измерительное оборудование (заводской номер, марка, свидетельство о поверке, диапазон измерения, срок действия):
Экспериментальные данные:
№ Время, с. Максим. темпера- тура ды- мовых газов Время прохождения фронтом пламениучастков поверхности №19 Показатели распростра- нения пламени
Вос- пламе- нения Дости- жения Тmax1 2 3 4 5 6 7 8 9 Длина L, мм Линейная скорость V, м/с1 2 3 4 5 Примечание: Вывод: Исполнители:
Список исполнителей работы:
Главный научный сотрудник, д.т.н., проф.Н.И. Константинова Начальник сектора, к.т.н.О.И. МолчадскийНачальник сектораА.А. Меркулов
Оригинальный документ ?
Параметры пожара: продолжительность, площадь, температура, теплота, линейная скорость распространения пожара, скорость выгорания горючих веществ, интенсивность газообмена, плотность задымления. Лекция 2
Известно, что основное явление на пожаре - горение, но сами пожары все индивидуальны. Разнообразны виды и режимы горения: кинетическое и диффузионное, гомогенное и гетерогенное, ламинарное и турбулентное, дифлаграционное и детонационное, полное и неполное и т.д.). Разнообразны условия, в которых происходит горение; состояние и расположение горючих веществ, тепло- и массообмен в зоне горения и др. Поэтому каждый пожар необходимо регистрировать, описывать, исследовать, сравнивать с другими, т.е. изучать параметры пожара.
Продолжительность пожара, τ п (мин.). Продолжительностью пожара называется время с момента его возникновения до полного прекращения горения.
Площадь пожара, F п (м 2 ). Площадью пожара называется площадь проекции зоны горения на горизонтальную или вертикальную плоскость.
На рис. 1 показаны характерные случаи определения площади пожара. На внутренних пожарах в многоэтажных зданиях общая площадь пожара находится как сумма площадей пожаров всех этажей. В большинстве случаев пользуются проекцией на горизонтальную плоскость, сравнительно редко - на вертикальную (при горении одиночной конструкции небольшой толщины, расположенной вертикально, при пожаре на газовом фонтане).
Площадь пожара является основным параметром пожара при оценке его размеров, при выборе метода тушения, при расчете сил и средств, необходимых для его локализации и ликвидации.
Температура пожара, Т п ( K ). Под температурой внутреннего пожара понимают среднеобъемную температуру газовой среды в помещении, а под температурой открытого пожара - температуру пламени. Температура внутренних пожаров ниже, чем открытых.
Линейная скорость распространения пожара, V p (м/с). Под этим параметром понимают скорость распространения горения по поверхности горючего материала в единицу времени. Линейная скорость распространения горения определяет площадь пожара. Она зависнет от вида и природы горючих веществ и материалов, от способности к воспламенению и начальной температуры, от интенсивности газообмена на пожаре и направленности конвективных газовых потоков, от степени измельченности горючих материалов, их пространственного расположения и других факторов.
Линейная скорость распространения горения - величина непостоянная во времени, поэтому в расчетах пользуются средними значениями, которые являются величинами приближенными.
Наибольшей линейной скоростью распространения горения обладают газы, так как в смеси с воздухом они уже подготовлены к горению, лишь необходимо эту смесь нагреть до температуры воспламенения.
Линейная скорость распространения горения жидкостей зависит от их начальной температуры. Наибольшая линейная скорость распространения горения для горючих жидкостей наблюдается при температуре воспламенения, и равна скорость распространения горения по паровоздушным смесям.
Наименьшей линейной скоростью распространения горения обладают твердые горючие материалы, для подготовки к горению которых требуется больше тепла, чем для жидкостей и газов. Линейная скорость распространения горения твердых горючих материалов в значительной степени зависит от их пространственного расположения. Распространение пламени по вертикальным и горизонтальным поверхностям отличается в 5 - 6 раз, а при распространении пламени по вертикальной поверхности снизу вверх и сверху вниз - в 10 раз. Чаще используется линейная скорость распространения горения по горизонтальной поверхности.
Скорость выгорания горючих веществ и материалов. Она является одним из важнейших параметров горения на пожаре. Скорость выгорания горючих веществ и материалов определяет интенсивность тепловыделения на пожаре, а, следовательно, температуру пожара, интенсивность его развития и другие параметры.
Массовой скоростью выгорания называется масса вещества или материала, выгоревшая в единицу времени V M (кг/с). Массовая скорость выгорания также, как и скорость распространения горения зависит от агрегатного состояния горючего вещества или материала.
Горючие газы хорошо перемешиваются с окружающим воздухом, поэтому полностью сгорают в факеле пламени. Массовая скорость выгорания жидкостей определяется скоростью их испарения, поступления паров в зону горения и условиями их смешения с кислородом воздуха. Скорость испарения при равновесном состоянии системы "жидкость-пар" зависит от физико-химических свойств жидкости, ее температуры, упругости паров. При неравновесном состоянии интенсивность испарения жидкости определяется температурой ее поверхностного слоя, которая в свою очередь зависит от интенсивности тепловых потоков от зоны горения, теплоты испарения и условий теплообмена с нижними слоями жидкости.
Для многокомпонентных горючих жидкостей состав их паровой фазы определяется концентрационным составом раствора и зависит от интенсивности испарения и степени равновесия. При интенсивном испарении в поверхностных слоях жидкости происходит процесс разгонки, и состав паровой фазы отличается от равновесного, а массовая скорость выгорания изменяется по мере выгорания более легколетучих фракций.
Процесс выгорания зависит от смешения паров жидкости с кислородом воздуха. Этот процесс зависит от размеров сосуда, от высоты борта над уровнем жидкости (длины пути смешения до зоны горения) и интенсивности внешних газовых потоков. Чем больше диаметр сосуда (до 2 - 2.5 м, дальнейшее увеличение диаметра никак не влияет на рассматриваемый параметр) и высота борта над уровнем жидкости, тем больше длина пути жидкости до зоны горения, соответственно, тем меньше скорость выгорания. Большая скорость ветра и температура горючей жидкости способствуют лучшему смешению паров жидкости с кислородом воздуха и росту скорости выгорания жидкости.
Масса жидкости, выгоревшей в единицу времени с единицы площади поверхности, называется удельной массовой скоростью выгорания V M , кг/(м 2 с).
Объемной скоростью выгорания называется объем жидкости, выгоревшей в единицу времени с единицы площади поверхности горения, V О . Для газов - это объем газа, сгоревший в единицу времени м /с, для жидкостей и твердых веществ и материалов - это удельная объемная скорость выгорания м /(м . с ) либо м/с, т.е. это линейная скорость. Объемная скорость выражает скорость понижения уровня жидкости по мере ее выгорания или скорость выгорания толщины слоя твердого горючего материала.
Фактически объемная скорость выгорания - это скорость понижения уровня жидкости по мере ее выгорания или скорость выгорания толщины твердого горючего материала. Перевод объемной (линейной) скорости в массовую можно осуществить по формуле: V м = .
Скорость выгорания тонких (< 10 мм) слоев жидкости и пленок выше усредненной массовой или линейной скорости выгорания жидкости верхнего уровня резервуара при отсутствии ветра. Скорость выгорания твердых материалов зависит от вида горючего, его состояния (размеров, величины свободной поверхности, положения по отношению к зоне горения и т.д.), температуры пожара, интенсивности газообмена. Удельная массовая скорость выгорания твердых горючих материалов не превышает 0.02 кг/(м 2 с) и редко бывает ниже 0.005 кг/(м 2 с).
Массовая скорость выгорания твердых горючих материалов зависит от отношения площади проемов (F np ), через которые осуществляется газообмен, к площади пожара F np / F n . Например, для древесины при уменьшении площади проемов скорость выгорания снижается.
| Приведенная массовая скорость выгорания древесины, кг/(м 2 с). | Относительнаяплощадьпроемов, F пр. / F п. |
| 0.0134 | 0.25 |
| 0.0125 | 0.20 |
| 0.0108 | 0.16 |
| 0.009 | 0.10 |
Скорость выгорания твердых горючих материалов принимают пропорциональной площади проемов, т.е.
V м.д. = φ . V м.т. = . V м.т ,
где V м.д. - действительная приведенная массовая скорость выгорания; V м.т - табличная приведенная массовая скорость выгорания; φ - коэффициент, учитывающий условия газообмена. Это выражение справедливо при φ = 0.25 - 0.085, а для открытых пожаров принимают φ = 1.
Интенсивность газообмена I т , кг/(м 2 ּ с) - это количество воздуха, поступающее в единицу времени к единице площади пожара. Различают требуемую интенсивность газообмена и фактическую . Требуемая интенсивность газообмена показывает, какое количество воздуха необходимо для поступления в единицу времени на единицу площади для обеспечения полного сгорания материала. Фактическая интенсивность газообмена характеризует фактический приток воздуха. Интенсивность газообмена относится к внутренним пожарам, где ограждающие конструкции ограничивают приток воздуха в помещение, но проемы позволяют определить количество воздух, поступающего в объем помещения.
Интенсивность или плотность задымленности, х. Этот параметр характеризует ухудшение видимости и степени токсичности атмосферы в зоне задымленности. Ухудшение видимости при задымленности определяется плотностью, которая оценивается по толщине слоя дыма, через который не виден свет эталонной лампы, или по количеству твердых частиц, содержащихся в единице объема (г /м 3). Данные о плотности дыма, образующегося при горении веществ, содержащих углерод приведены ниже.
Параметров пожара существует достаточно много: теплота пожара, размер пожара, периметр пожара, фронт распространения пламени, интенсивность излучения пламени и т.д.
Понятие пожарной нагрузки.
Основным фактором, определяющим параметры пожара, является вид и величина пожарной нагрузки. Под пожарной нагрузкой объекта понимают массу всех горючих и трудногорючих материалов, приходящихся на 1 м 2 площади пола помещения или площади, занимаемой этими материалами на открытой площадке:Р г.н = ,где Р г.н . - пожарнаянагрузка;Р – масса горючих и трудногорючих материалов, кг; F - площадь пола помещения или открытой площадки, м 2 .
В пожарную нагрузку помещений, зданий, сооружений входят не только оборудование, мебель, продукция, сырье и т.д., но и конструктивные элементы зданий, изготовленных из горючих и трудногорючих материалов (стены, пол, потолок, оконные переплеты, двери, стеллажи, перекрытия, перегородки и т.д.). (горючие и трудногорючие материалы, технологическое оборудование) и временную (сырье, готовая продукция).
Пожарная нагрузка каждого этажа, чердака, подвала определяется отдельно. Величина пожарной нагрузки принимается следующей:
- для жилых, административных и промышленных не превышает 50 кг/м 2 , если основные элементы зданий негорючие;
- средняя величина в жилом секторе составляет для 1-комнатных квартир 27
кг/м 2 , 2-комнатных - 30 кг/м 2 , 3-комнатных - 40 кг/м 2 ;
- в зданиях III степени огнестойкости - 100 кг/м 2 ;
- в производственных помещениях, связанных с производством и обработкой
горючих веществ и материалов - 250 - 500 кг/м 2 ;
- в помещениях, где расположены линии современных технологических процессов и высокостеллажных складах - 2000 - 3000 кг/м 2 .
Для твердых горючих материалов важное значение имеет структура пожарной нагрузки, т.е. ее дисперсность и характер ее пространственного размещения (плотно упакованные ряды; отдельные штабеля и пачки; сплошное расположение или с разрывом; горизонтальное или вертикальное). Например, картонные коробки с обувью или рулоны ткани, расположенные:
1.горизонтально на полу склада подвального типа;
2. на стеллажах склада высотой 8 - 16 м,
дают различную динамику пожара. Во втором случае пожар будет распространяться в 5 - 10 раз быстрее.
Степень достаточной "открытости" для горения зависит от размеров поверхности горючего материала, интенсивности газообмена и др. Для спичек зазор в 3 мм достаточен, чтобы каждая спичка горела со всех сторон, а для деревянной плиты размером 2000×2000 мм зазор в 10 - 15 мм недостаточен для свободного горения.
На практике свободной считают поверхность, отстающую от другой близлежащей поверхности на расстоянии 20 - 50 мм. Для учета свободной поверхности пожарной нагрузки введен коэффициент поверхности горения К п .
Коэффициентом поверхности горения называют отношение площади поверхности горения F n .г. к площади пожара F n .г .: К п = F п.г. / F n .
При горении жидкости в резервуарах К п = 1, твердых веществ К п > 1. По этой причине для одного и того же вида твердого горючего материала, например, древесины почти все параметры пожара будут различными в зависимости от коэффициента поверхности горения (горение бревен, досок, стружки, опилок). Для мебельных фабрик (I и II степеней огнестойкости) величина К п колеблется от 0.92 до 4.44. Для большинства видов пожарной нагрузки величина К п не превышает 2-3, редко достигая 4-5.
Коэффициент поверхности горения определяет фактическую величину площади горения, массовую скорость выгорания, интенсивность тепловыделения на пожаре, теплонапряженность зоны горения, температуру пожара, скорость его распространения и другие параметры пожара.
Классификация пожаров и их особенности
Различные виды пожаров можно классифицировать по различным отличительным особенностям, к которым можно отнести закрытость или открытость очага горения, вид агрегатного состояния горящего вещества, используемых средств пожаротушения. Все они имеют свои особенности возникновения и развития, или место пожара и т.д. Единой универсальной классификации пожаров не существует. Приведем несколько классификаций пожаров, встречающихся в специальной литературе:
I . По протеканию пожара в открытом или ограниченном пространстве .
Ia . Открытые пожары - это пожары, развивающиеся на открытом пространстве. К ним относятся пожары на технологических установках (ректификационных колоннах, сорбционных башнях, установках нефтяной, газовой, химической промышленности), в резервуарах с горючими жидкостями, пожары складов горючих веществ (древесины, твердого топлива), лесные и степные пожары, пожары хлебных массивов. В открытые пожары могут перейти внутренние пожары в зданиях и сооружениях.
К особенностям открытых пожаров можно отнести условия тепло- и газообмена:
1.не происходит накопления тепла в зоне горения, поскольку она не ограничена строительными конструкциями;
2.за температуру таких пожаров принимают температуру пламени, которая выше температуры внутреннего пожара, так как за нее принимают температуру газовой среды в помещении;
3.газообмен не ограничен конструктивными элементами зданий, поэтому более интенсивен, и зависит от интенсивности и направления ветра;
4.зона теплового воздействия определяется лучистым тепловым потоком, так как конвективные потоки уходят вверх, создавая у основания пожара зону разрежения и обеспечивая интенсивный обдув свежим воздухом, что снижает тепловое воздействие;
5. зона задымления, за исключением горения торфа, на больших площадях и в лесу не создает затруднений по борьбе с открытыми пожарами.
Эти особенности открытых пожаров определяют специфику методов борьбы с ними, применяемых приемов и способов тушения.
К открытому типу относят пожары, называемые огневым штормом, представляющие собой тепловой высокотемпературный вихрь
16. Внутренние пожары происходят в закрытых "замкнутых" пространствах: в зданиях, салонах самолетов, в трюмах кораблей, внутри каких-либо агрегатов. Здесь иногда отдельно выделяют, так называемые, анаэробные пожары, т.е. без доступа воздуха. Дело в том, что существует ряд веществ (нитрированная целлюлоза, нитрат аммония, некоторые ракетные топлива), которые при повышении температуры претерпевают химическое разложение, приводящее к свечению газа, едва отличаемого от пламени.
Внутренние пожары в свою очередь подразделяются на два класса по способу распределения пожарной нагрузки:
- пожарная нагрузка распределена неравномерно в помещении большого объема;
- пожарная нагрузка распределена равномерно на всей площади.
II . По агрегатному состоянию горючего вещества. Различают пожары, вызванные горением газа, жидкости, твердого вещества. Их горение может быть гомогенным или гетерогенным, т.е. когда горючее и окислитель находятся в одинаковом , либо различных агрегатных состояниях.
III . По скорости распространения зоны горения напожаре: дефлаграционное (медленное) распространение зоны горения (скорость от 0.5 до 50 м/с) и детонационное (взрывное) распространение зоны горения со скоростью ударной волны от нескольких сотен м/с до нескольких км/с.
IV . По виду начальной стадии пожара: самовоспламенение (самовозгорание) горючих веществ и вынужденное(принудительное) зажигание. На практике чаще бывает второй тип возникновения пожара.
V . По характеру горючей среды и рекомендуемым средствам тушения. В соответствии с Международным стандартом установлено деление пожаров на 4 класса: А, В, С, D , внутри которых выделяют подклассы Al , A 2 и т.д. Удобно представить это в табличной форме.
VI . По степени сложности и опасности пожара ему присваивается номер (или ранг). Номер или ранг - условное цифровое выражение количества сил и средств, привлекаемое на тушение пожара в соответствии с расписанием выезда или планом привлечения сил и средств.
Количество номеров вызова зависит от количества подразделений в гарнизоне. Расписание должно предусматривать быстрое сосредоточениенеобходимого (расчетного) количества сил и средств на пожаре при минимальном количестве номера.
При пожаре № 1 выезжает дежурный караул в полном составе в район обслуживания пожарной части, а также на объекты, имеющие свои пожарные подразделения, во все места аварий, стихийных бедствий, где создалась опасность для жизни людей, угроза взрыва или пожара.
По пожару № 2 дополнительно высылают три - четыре отделения (в зависимости от того, сколько прибыло по № 1) на автоцистернах и автонасосах, а также отделения спецслужб. Как правило, дежурные караулы в район выезда соседних пожарных частей выезжают на пожар в полном составе.
В гарнизонах, имеющих по 10 - 12 пожарных частей, предусматривается не более трех рангов пожара, где наиболее целесообразным является такой порядок, при котором по каждому дополнительному номеру, начиная со второго, на пожар выезжали по четыре - пять отделений на основных пожарных автомобилях. При определении количества пожарных отделений, выезжающих на пожар по наибольшему номеру, должен предусматриваться в гарнизоне некоторый резерв на случай возникновения второго пожара. В малочисленных гарнизонах этот резерв может создаваться за счет введения в боевой расчет резервной пожарной техники с личным составом, свободным от несения службы.
Большее число номеров (4 и 5) устанавливается в крупных гарнизонах. При составлении расписания выезда частей по повышенным номерам пожара учитывают состояние дорог и проездов в отдельные районы выезда. Например, при плохих дорогах количество сил, выезжающих по № 2 или 3, увеличивают и направляют с различных направлений. В районы с недостаточным водоснабжением направляют дополнительные автоцистерны и рукавные автомобили. Для отдельных наиболее важных и пожароопасных объектов, на которых возможно быстрое развитие пожара и создание угрозы для жизни людей, предусматривается выезд сил и средств по повышенному номеру пожара при первом сообщении. В перечень таких объектов включаются важные промышленные предприятия или отдельные корпуса, цехи с пожароопасными процессами производства, склады горючих жидкостей и газов, материальных ценностей, детские и лечебные учреждения, клубы, кинотеатры, высотные здания и отдельные зданияобщественных организаций по усмотрению начальникагарнизона пожарной охраны.
На некоторые объекты повышенный номер может и не подаваться по первому сообщению о пожаре, а к пожару № 1 дополнительно могут быть высланыдва - три отделения из пожарных частей на основных или специальных автомобилях.
К расписанию выездов составляются приложения, в которых перечислены:
- объекты, на которые высылаются силы по повышенным номерам пожара;
- безводные участки города, на которые дополнительно направляются автоцистерны и рукавные автомобили;
- многоэтажные здания, на которые при первом сообщении о пожаре дополнительно высылаются автолестницы , автоподъемники, автомобили ГДЗС, дымососные станции.
Количество специальных автомобилей и их тип определяются в зависимости от особенностей объекта. Например, при тушении пожара на нефтебазе предусматривается выезд автомобилей пенного или порошкового тушения; в зданиях музеев, библиотек, книгохранилищ - автомобилей углекислотного тушения и ГДЗС; в высотных зданиях - автолестниц , автоподъемников, автомобилей ГДЗС, дымососных станций.
Административные здания................................................................................... 1,0 1,5
Библиотеки, книгохранилища, архивохранилища............................................. 0,5 1,0
Деревообрабатывающие предприятия:
Лесопильные цехи (здания I, II, III степени огнестойкости) .................... 1,0 3,0
То же (здания IV и V степени огнестойкости.............................................. 2,0 5,0
Сушилки............................................................................................................. 2,0 2,5
Заготовительные цехи...................................................................................... 1,0 1,5
Производства фанеры....................................................................................... 0,8 1,5
помещения других цехов...................................................................................... 0,8 1,0
Жилые дома............................................................................................................ 0,5 0,8
Коридоры и галереи............................................................................................... 4,0 5,0
Кабельные сооружения (горение кабелей) ......................................................... 0,8 1,1
Лесные массивы (скорость ветра 7 10 м/с и влажность 40%):
Рада-сосняк сфагновый...................................................................................... до 1,4
Ельник-долгомошник и зеленомошник............................................................ до 4,2
Сосняк-зеленомошник (ягодник) ..................................................................... до 14,2
Сосняк бор-беломошник................................................................................... до 18,0
растительность, лесная подстилка, подрост,
древостой при верховых пожарах и скорости ветра, м/с:
8 9 ........................................................................................................................ до 42
10 12 .................................................................................................................... до 83
то же по кромке на флангах и в тылу при скорости ветра, м/с:
8 9 .......................................................................................................................... 4 7
Музеи и выставки.................................................................................................. 1,0 1,5
Объекты транспорта:
Гаражи, трамвайные и троллейбусные депо................................................. 0,5 1,0
Ремонтные залы ангаров................................................................................. 1,0 1,5
Морские и речные суда:
Сгораемая надстройка при внутреннем пожаре............................................ 1,2 2,7
То же при наружном пожаре........................................................................... 2,0 6,0
Внутренние пожары надстройки при наличии
синтетической отделки и открытых проемов..................................................... 1,0 2,0
Пенополиуретан
Предприятия текстильной промышленности:
Помещения текстильного производства........................................................ 0,5 1,0
Тоже при наличии на конструкциях слоя пыли............................................ 1,0 2,0
волокнистые материалы во взрыхленном состоянии........................................ 7,0 8,0
Сгораемые покрытия больших площадей (включая пустотные) ..................... 1,7 3,2
Сгораемые конструкции крыш и чердаков......................................................... 1,5 2,0
Торфа в штабелях................................................................................................. 0,8 1,0
Льноволокна.......................................................................................................... 3,0 5,6
Текстильных изделий........................................................................................... 0,3 0,4
Бумаги в рулонах................................................................................................. 0,3 0,4
Резино-технических изделий (в здании)....................................................... 0,4 1,0
Резино-технических изделий (в штабелях на
открытой площадке) ............................................................................................. 1,0 1,2
Каучука.............................................................................................................. 0,6 1,0
Лесопиломатериалов:
Круглого леса в штабелях................................................................................ 0,4 1,0
пиломатериалов (досок) в штабелях при влажности, %:
До 16 .......................................................................................................................... 4,0
16 18 ........................................................................................................................ 2,3
18 20 ........................................................................................................................ 1,6
20 30 ........................................................................................................................ 1,2
Более 30 ..................................................................................................................... 1,0
куч балансовой древесины при влажности, %:
До 40 .................................................................................................................. 0,6 1,0
более 40 ................................................................................................................. 0,15 02
Сушильные отделения кожзаводов...................................................................... 1,5 2,2
Сельские населенные пункты:
Жилая зона при плотной застройке зданиями V степени
огнестойкости, сухой погоде и сильном ветре.................................................... 20 25
Соломенные крыши зданий............................................................................. 2,0 4,0
Подстилка в животноводческих помещениях............................................... 1,5 4,0
Степные пожары при высоком и густом травянистом
покрове, а также зерновые культуры при сухой погоде
и сильном ветре................................................................................................... 400 600
Степные пожары при низкой редкой растительности
и тихой погоде.......................................................................................................... 15 18
Театры и дворцы культуры (сцена) ..................................................................... 1,0 3,0
Торговые предприятия, склады и базы
товароматериальных ценностей........................................................................... 0,5 1,2
Типографии............................................................................................................. 0,5 0,8
Фрезерный торф (на полях добычи) при скорости ветра, м/с:
10 14 ................................................................................................................. 8,0 10
18 20 .................................................................................................................. 18 20
Холодильники........................................................................................................ 0,5 0,7
Школы, лечебные учреждения:
Здания I и II степени огнестойкости.............................................................. 0,6 1,0
Здания III и IV степени огнестойкости......................................................... 2,0 3,0
Приложение 8
(Справочное)
Интенсивность подачи воды при тушении пожаров, л/м 2 с.
Административные здания:
V – степени огнестойкости.......................................................................... 0,15
подвальные помещения................................................................................ 0,1
чердачные помещения.................................................. 0,1
Ангары, гаражи, мастерские, трамвайные
и троллейбусные депо................................................................................... 0,2
Больницы; ...................................................................................................... 0,1
Жилые дома и подсобные постройки:
I – III степени огнестойкости....................................................................... 0,06
IV – степени огнестойкости......................................................................... 0,1
V – степени огнестойкости........................................................................... 0,15
подвальные помещения................................................................................. 0,15
чердачные помещения; ................................................................................. 0,15
Животноводческие здания:
I – III степени огнестойкости....................................................................... 0,1
IV – степени огнестойкости......................................................................... 0,15
V – степени огнестойкости........................................................................... 0,2
Культурно-зрелищные учреждения (театры,
кинотеатры, клубы, дворцы культуры):
· Сцена......................................................................................................... 0,2
· зрительный зал......................................................................................... 0,15
· подсобные помещения............................................................................. 0,15
Мельницы и элеваторы................................................................................. 0,14
I – II степени огнестойкости.................................................................. 0,15
III – степени огнестойкости................................................................... 0,2
IV – V степени огнестойкости............................................................... 0,25
окрасочные цеха............................................................................................ 0,2
Подвальные помещения........................................................................... 0,3
Чердачные помещения............................................................................. 0,15
· сгораемые покрытия больших площадей:
При тушении снизу внутри здания......................................................... 0,15
При тушении снаружи со стороны покрытия....................................... 0,08
При тушении снаружи при развившемся пожаре................................. 0,15
Строящиеся здания0,1
Торговые предприятия и склады
товароматериальных ценностей................................................................... 0,2
Холодильники................................................................................................ 0,1
Электростанции и подстанции:
· кабельные тунели и полуэтажи
(подача тонкораспыленной воды) ............................................................... 0,2
· машинные залы и котельные отделения................................................ 0,2
· галереи топливоподачи........................................................................... 0,1
· трансформаторы, реакторы, масляные
выключатели (подача тонкораспыленной воды)........................................ 0,1
При исследовании пожаров линейная скорость распространения фронта пламени определяется во всех случаях, так как она используется для получения данных об усредненной скорости распространения горения на типичных объектах. Распространение горения от первоначального места возникновения в различных направлениях может происходить с неодинаковой скоростью. Максимальная скорость распространения горения обычно наблюдается: при движении фронта пламени в сторону проемов, через которые осуществляется газообмен; по пожарной нагрузке, имеющей высокий коэффициент поверхности горения; по направлению ветра. Поэтому за скорость распространения горения в исследуемом промежутке времени принимается скорость распространения в том направлении, на котором она является максимальной. Зная расстояние от места возникновения горения до границы фронта пожара на любой момент времени, можно определить скорость его перемещения. Учитывая, что скорость распространения горения зависит от многих факторов, определение её значения ведется при соблюдении следующих условий (ограничений):
1) огонь от очага воспламенения распространяется по всем направлениям с одинаковой скоростью. Поэтому первоначально пожар имеет круговую форму и его площадь можно определить по формуле
S п = ·p · L 2 ; (2)
где k - коэффициент, учитывающий величину угла , в направлении которого происходит распространение пламени; k = 1, если = 360º (прил. 2.1.); k = 0,5 , если α = 180º (прил. 2.3.); k = 0,25 , если α = 90º (прил. 2.4.); L - путь, пройденный пламенем за время τ.
2) при достижении пламенем границ горючей нагрузки или ограждающих стен здания (помещения), фронт горения спрямляется и распространение пламени идет вдоль границы горючей нагрузки или стен здания (помещения);
3) линейная скорость распространения пламени по твердым горючим материалам с развитием пожара меняется:
в первые 10 мин свободного развития пожара V л принимают равной половине ,
после 10 мин - нормативные значения ,
с начала воздействия огнетушащими средствами на зону горения до локализации пожара, используемую в расчете уменьшают в два раза.
4) при горении разрыхленных волокнистых материалов, пыли и жидкостей, линейная скорость распространения горения определяется в интервалах от момента возникновения горения до введения огнетушащих средств на тушение.
Реже определяется скорость распространения горения во время локализации пожара. Эта скорость зависит от обстановки на пожаре, интенсивности подачи огнетушащих веществ (ОТВ) и т. д.
Линейная скорость распространения горения, как при свободном развитии пожара, так и при его локализации, определяется из соотношения
где ΔL – путь, пройденный пламенем за время Δτ, м.
Средние значения V л при пожарах на различных объектах приведены в прил. 1.
При определении скорости распространения горения в период локализации пожара измеряется расстояние, пройденное фронтом горения за время с момента введения первого ствола (на путях распространения горения) до локализации пожара, т.е. когда прирост площади пожара становится равным нулю. Если линейные размеры по схемам и описанию установить не удается, то линейную скорость распространения горения можно определить по формулам круговой площади пожара, а для прямоугольного развития пожара - по скорости роста площади пожара, с учетом того что, то площадь пожара увеличивается по линейной зависимости, и S п = n . a . L (n - число направлений развития пожара, a - ширина площади пожара помещения.
На основании полученных данных значений линейной скорости распространения горения V л (табл. 2.) строится график V л = f (τ) и делаются выводы о характере развития пожара и влиянии на него фактора тушения, (рис. 3.).
Рис. 3. Изменение линейной скорости распространения горения во времени
Из графика (рис. 3.) видно, что в начале развития пожара линейная скорость распространения горения была незначительной, и пожар мог быть ликвидирован силами добровольных пожарных формирований. Спустя 10 мин. после возникновения пожара интенсивность распространения горения резко увеличилась и в 15 ч. 25 мин. линейная скорость распространения горения достигла своего максимального значения. После введения стволов на тушение, развитие пожара замедлилось и к моменту локализации скорость распространения фронта пламени стала равна нулю. Следовательно, были выполнены необходимые и достаточные условия для прекращения распространения пожара:
I ф ≥ I норм
V л, V s п = 0, сил и средств достаточно.
Расчеты сил и средств выполняют в следующих случаях:
- при определении требуемого количества сил и средств на тушение пожара;
- при оперативно-тактическом изучении объекта;
- при разработке планов тушения пожаров;
- при подготовке пожарно-тактических учений и занятий;
- при проведении экспериментальных работ по определению эффективности средств тушения;
- в процессе исследования пожара для оценки действий РТП и подразделений.
Расчет сил и средств для тушения пожаров твердых горючих веществ и материалов водой (распространяющийся пожар)
- характеристика объекта (геометрические размеры, характер пожарной нагрузки и ее размещение на объекте, размещение водоисточников относительно объекта);
- время с момента возникновения пожара до сообщения о нем (зависит от наличия на объекте вида средств охраны, средств связи и сигнализации, правильности действий лиц, обнаруживших пожар и т.д.);
- линейная скорость распространения пожара V л ;
- силы и средства, предусмотренные расписанием выездов и время их сосредоточения;
- интенсивность подачи огнетушащих средств I тр .
1) Определение времени развития пожара на различные моменты времени.
Выделяются следующие стадии развития пожара:
- 1, 2 стадии свободного развития пожара, причем на 1 стадии (t до 10 мин) линейная скорость распространения принимается равной 50% ее максимального значения (табличного), характерного для данной категории объектов, а с момента времени более 10 мин она принимается равной максимальному значению;
- 3 стадия характеризуется началом введения первых стволов на тушение пожара, в результате чего линейная скорость распространения пожара уменьшается, поэтому в промежутке времени с момента введения первых стволов до момента ограничения распространения пожара (момент локализации), ее значение принимается равным 0,5 V л . В момент выполнения условий локализации V л = 0 .
- 4 стадия – ликвидация пожара.
t св = t обн + t сооб + t сб + t сл + t бр (мин.), где
- t св – время свободного развития пожара на момент прибытия подразделения;
- t обн – время развития пожара с момента его возникновения до момента его обнаружения (2 мин. – при наличии АПС или АУПТ, 2-5 мин. – при наличии круглосуточного дежурства, 5 мин. – во всех остальных случаях);
- t сооб – время сообщения о пожаре в пожарную охрану (1 мин. – если телефон находится в помещении дежурного, 2 мин. – если телефон в другом помещении);
- t сб = 1 мин. – время сбора личного состава по тревоге;
- t сл – время следования пожарного подразделения (2 мин. на 1 км пути );
- t бр – время боевого развертывания (3 мин. при подаче 1-го ствола, 5 мин. в остальных случаях).
2) Определение расстояния R , пройденного фронтом горения, за время t .
при t св ≤ 10 мин.: R = 0,5 ·V л · t св (м);
при t вв > 10 мин.: R = 0,5 ·V л · 10 + V л · (t вв – 10)= 5 ·V л + V л · (t вв – 10) (м);
при t вв < t * ≤ t лок : R = 5 ·V л + V л · (t вв – 10) + 0,5 ·V л · (t * – t вв ) (м).
- где t св – время свободного развития,
- t вв – время на момент введения первых стволов на тушение,
- t лок – время на момент локализации пожара,
- t * – время между моментами локализации пожара и введения первых стволов на тушение.
3) Определение площади пожара.
Площадь пожара S п – это площадь проекции зоны горения на горизонтальную или (реже) на вертикальную плоскость. При горении на нескольких этажах за площадь пожара принимают суммарную площадь пожара на каждом этаже.
Периметр пожара Р п – это периметр площади пожара.
Фронт пожара Ф п – это часть периметра пожара в направлении (направлениях) распространения горения.
Для определения формы площади пожара следует вычертить схему объекта в масштабе и от места возникновения пожара отложить в масштабе величину пути R , пройденного огнем во все возможные стороны.
При этом принято выделять три варианта формы площади пожара:
- круговую (Рис.2);
- угловую (Рис. 3, 4);
- прямоугольную (Рис. 5).
При прогнозировании развития пожара следует учитывать, что форма площади пожара может меняться. Так, при достижении фронтом пламени ограждающей конструкции или края площадки, принято считать, что фронт пожара спрямляется и форма площади пожара изменяется (Рис. 6).
а) Площадь пожара при круговой форме развития пожара.
S п = k · p · R 2 (м 2) ,
- где k = 1 – при круговой форме развития пожара (рис. 2),
- k = 0,5 – при полукруговой форме развития пожара (рис. 4),
- k = 0,25 – при угловой форме развития пожара (рис. 3).
б) Площадь пожара при прямоугольной форме развития пожара.
S п = n ·b · R (м 2) ,
- где n – количество направлений развития пожара,
- b – ширина помещения.
в) Площадь пожара при комбинированной форме развития пожара (рис 7)
S п = S 1 + S 2 (м 2)
а) Площадь тушения пожара по периметру при круговой форме развития пожара.
S т = k · p · (R 2 – r 2) = k · p ··h т · (2·R – h т) (м 2),
- где r = R – h т ,
- h т – глубина тушения стволов (для ручных стволов – 5м, для лафетных – 10 м).
б) Площадь тушения пожара по периметру при прямоугольной форме развития пожара.
S т = 2 ·h т · (a + b – 2 ·h т ) (м 2)– по всему периметру пожара ,
где а и b – соответственно длина и ширина фронта пожара.
S т = n·b·h т (м 2 ) – по фронту распространяющегося пожара ,
где b и n – соответственно ширина помещения и количество направлений подачи стволов.
5) Определение требуемого расхода воды на тушение пожара.
Q т тр = S п · I тр – при S п ≤ S т (л/с) или Q т тр = S т · I тр – при S п > S т (л/с)
Интенсивность подачи огнетушащих веществ I тр – это количество огнетушащего вещества, подаваемое за единицу времени на единицу расчетного параметра.
Различают следующие виды интенсивности:
Линейная – когда в качестве расчетного принят линейный параметр: например, фронт или периметр. Единицы измерения – л/с∙м. Линейная интенсивность используется, например, при определении количества стволов на охлаждение горящих и соседних с горящим резервуаров с нефтепродуктами.
Поверхностная – когда в качестве расчетного параметра принята площадь тушения пожара. Единицы измерения – л/с∙м 2 . Поверхностная интенсивность используется в практике пожаротушения наиболее часто, так как для тушения пожаров в большинстве случаев используется вода, которая тушит пожар по поверхности горящих материалов.
Объемная – когда в качестве расчетного параметра принят объем тушения. Единицы измерения – л/с∙м 3 . Объемная интенсивность используется, преимущественно, при объемном тушении пожаров, например, инертными газами.
Требуемая I тр – количество огнетушащего вещества, которое необходимо подавать за единицу времени на единицу расчетного параметра тушения. Определяется требуемая интенсивность на основе расчетов, экспериментов, статистических данных по результатам тушения реальных пожаров и т.д.
Фактическая I ф – количество огнетушащего вещества, которое фактически подано за единицу времени на единицу расчетного параметра тушения.
6) Определение требуемого количества стволов на тушение.
а) N т ст = Q т тр / q т ст – по требуемому расходу воды,
б) N т ст = Р п / Р ст – по периметру пожара,
Р п – часть периметра, на тушение которого вводятся стволы
Р ст = q ст / I тр ∙ h т – часть периметра пожара, которая тушится одним стволом. Р = 2 · p ·L (длина окружности), Р = 2 · а + 2 ·b (прямоугольник)
в) N т ст = n· (m + A ) – в складах со стеллажным хранением (рис. 11) ,
- где n – количество направлений развития пожара (ввода стволов),
- m – количество проходов между горящими стеллажами,
- A – количество проходов между горящим и соседним негорящим стеллажами.
7) Определение требуемого количества отделений для подачи стволов на тушение.
N т отд = N т ст / n ст отд ,
где n ст отд – количество стволов, которое может подать одно отделение.
8) Определение требуемого расхода воды на защиту конструкций.
Q з тр = S з · I з тр (л/с) ,
- где S з – защищаемая площадь (перекрытия, покрытия, стены, перегородки, оборудование и т.п.),
- I з тр = (0,3-0,5) ·I тр – интенсивность подачи воды на защиту.
9) Водоотдача кольцевой водопроводной сети рассчитывается по формуле:
Q к сети = ((D/25) V в) 2 [л/с], (40) где,
- D – диаметр водопроводной сети, [мм];
- 25 – переводное число из миллиметров в дюймы;
- V в – скорость движения воды в водопроводе, которая равна:
- – при напоре водопроводной сети Hв =1,5 [м/с];
- – при напоре водопроводной сети H>30 м вод.ст. –V в =2 [м/с].
Водоотдача тупиковой водопроводной сети рассчитывается по формуле:
Q т сети = 0,5 Q к сети, [л/с].
10) Определение требуемого количества стволов на защиту конструкций.
N з ст = Q з тр / q з ст ,
Также количество стволов часто определяется без аналитического расчета из тактических соображений, исходя из мест размещения стволов и количества защищаемых объектов, например, на каждую ферму по одному лафетному стволу, в каждое смежное помещение по стволу РС-50.
11) Определение требуемого количества отделений для подачи стволов на защиту конструкций.
N з отд = N з ст / n ст отд
12) Определение требуемого количества отделений для выполнения других работ (эвакуация людей, мат. ценностей, вскрытия и разборки конструкций).
N л отд = N л / n л отд , N мц отд = N мц / n мц отд , N вск отд = S вск / S вск отд
13) Определение общего требуемого количества отделений.
N общ отд = N т ст + N з ст + N л отд + N мц отд + N вск отд
На основании полученного результата РТП делает вывод о достаточности привлеченных к тушению пожара сил и средств. Если сил и средств недостаточно, то РТП делает новый расчет на момент прибытия последнего подразделения по следующему повышенному номеру (рангу) пожара.
14) Сравнение фактического расхода воды Q ф на тушение, защиту и водоотдачи сети Q вод противопожарного водоснабжения
Q ф = N т ст · q т ст + N з ст · q з ст ≤ Q вод
15) Определение количества АЦ, устанавливаемых на водоисточники для подачи расчетного расхода воды.
На водоисточники устанавливают не всю технику, которая прибывает на пожар, а такое количество, которое обеспечило бы подачу расчетного расхода, т.е.
N АЦ = Q тр / 0,8 Q н ,
где Q н – подача насоса, л/с
Такой оптимальный расход проверяют по принятым схемам боевого развертывания, с учетом длинны рукавных линий и расчетного количества стволов. В любом из указанных случаев, если позволяют условия (в частности, насосно-рукавная система), боевые расчеты прибывающих подразделений должны использоваться для работы от уже установленных на водоисточники автомобилей.
Это не только обеспечит использование техники на полную мощность, но и ускорит введение сил и средств на тушение пожара.
В зависимости от обстановки на пожаре требуемый расход огнетушащего вещества определяют на всю площадь пожара или на площадь тушения пожара. На основании полученного результата РТП может сделать вывод о достаточности привлеченных к тушению пожара сил и средств.
Расчет сил и средств для тушения пожаров воздушно-механической пеной на площади
(не распространяющиеся пожары или условно приводящиеся к ним)
Исходные данные для расчета сил и средств:
- площадь пожара;
- интенсивность подачи раствора пенообразователя;
- интенсивность подачи воды на охлаждение;
- расчетное время тушения.
При пожарах в резервуарных парках за расчетный параметр принимают площадь зеркала жидкости резервуара или наибольшую возможную площадь разлива ЛВЖ при пожарах на самолетах.
На первом этапе боевых действий производят охлаждение горящих и соседних резервуаров.
1) Требуемое количество стволов на охлаждение горящего резервуара.
N зг ств = Q зг тр / q ств = n ∙ π ∙ D гор ∙ I зг тр / q ств , но не менее 3 х стволов,
I зг тр = 0,8 л/с∙ м – требуемая интенсивность для охлаждения горящего резервуара,
I зг тр = 1,2 л/с∙ м – требуемая интенсивность для охлаждения горящего резервуара при пожаре в ,
Охлаждение резервуаров W рез ≥ 5000 м 3 и более целесообразно осуществлять лафетными стволами.
2) Требуемое количество стволов на охлаждение соседнего не горящего резервуара.
N зс ств = Q зс тр / q ств = n ∙ 0,5 ∙ π ∙ D сос ∙ I зс тр / q ств , но не менее 2 х стволов,
I зс тр = 0,3 л/с∙ м – требуемая интенсивность для охлаждения соседнего не горящего резервуара,
n – количество горящих или соседних резервуаров соответственно,
D гор , D сос – диаметр горящего или соседнего резервуара соответственно (м),
q ств – производительность одного (л/с),
Q зг тр , Q зс тр – требуемый расход воды на охлаждение (л/с).
3) Требуемое количество ГПС N гпс на тушение горящего резервуара.
N гпс = S п ∙ I р-ор тр / q р-ор гпс (шт.),
S п – площадь пожара (м 2),
I р-ор тр – требуемая интенсивность подачи раствора пенообразователя на тушение (л/с∙м 2). При t всп ≤ 28 о C I р-ор тр = 0,08 л/с∙м 2 , при t всп > 28 о C I р-ор тр = 0,05 л/с∙м 2 (см. приложение № 9)
q р-ор гпс – производительность ГПС по раствору пенообразователя (л/с).
4) Требуемое количество пенообразователя W по на тушение резервуара.
W по = N гпс ∙ q по гпс ∙ 60 ∙ τ р ∙ К з (л),
τ р = 15 минут – расчетное время тушения при подаче ВМП сверху,
τ р = 10 минут – расчетное время тушения при подаче ВМП под слой горючего,
К з = 3 – коэффициент запаса (на три пенные атаки),
q по гпс – производительность ГПС по пенообразователю (л/с).
5) Требуемое количество воды W в т на тушение резервуара.
W в т = N гпс ∙ q в гпс ∙ 60 ∙ τ р ∙ К з (л),
q в гпс – производительность ГПС по воде (л/с).
6) Требуемое количество воды W в з на охлаждение резервуаров.
W в з = N з ств ∙ q ств ∙ τ р ∙ 3600 (л),
N з ств – общее количество стволов на охлаждение резервуаров,
q ств – производительность одного пожарного ствола (л/с),
τ р = 6 часов – расчетное время охлаждения наземных резервуаров от передвижной пожарной техники (СНиП 2.11.03-93),
τ р = 3 часа – расчетное время охлаждения подземных резервуаров от передвижной пожарной техники (СНиП 2.11.03-93).
7) Общее требуемое количество воды на охлаждение и тушение резервуаров.
W в общ = W в т + W в з (л)
8) Ориентировочное время наступления возможного выброса Т нефтепродуктов из горящего резервуара.
T = ( H – h ) / ( W + u + V ) (ч), где
H – начальная высота слоя горючей жидкости в резервуаре, м;
h – высота слоя донной (подтоварной) воды, м;
W – линейная скорость прогрева горючей жидкости, м/ч (табличное значение);
u – линейная скорость выгорания горючей жидкости, м/ч (табличное значение);
V – линейная скорость понижения уровня вследствие откачки, м/ч (если откачка не производится, то V = 0 ).
Тушение пожаров в помещениях воздушно-механической пеной по объему
При пожарах в помещениях иногда прибегают к тушению пожара объемным способом, т.е. заполняют весь объем воздушно-механической пеной средней кратности (трюмы кораблей, кабельные тоннели, подвальные помещения и т.д.).
При подаче ВМП в объем помещения должно быть не менее двух проемов. Через один проем подают ВМП, а через другой происходит вытеснение дыма и избыточного давления воздуха, что способствует лучшему продвижению ВМП в помещении.
1) Определение требуемого количества ГПС для объемного тушения.
N гпс = W пом ·К р / q гпс ∙ t н , где
W пом – объем помещения (м 3);
К р = 3 – коэффициент, учитывающий разрушение и потерю пены;
q гпс – расход пены из ГПС (м 3 /мин.);
t н = 10 мин – нормативное время тушения пожара.
2) Определение требуемого количества пенообразователя W по для объемного тушения.
W по = N гпс ∙ q по гпс ∙ 60 ∙ τ р ∙ К з (л),
Пропускная способность рукавов
Приложение № 1
Пропускная способность одного прорезиненного рукава длиной 20 метров в зависимости от диаметра
|
Пропускная способность, л/с |
Диаметр рукавов, мм |
|||||
| 51 | 66 | 77 | 89 | 110 | 150 | |
| 10,2 | 17,1 | 23,3 | 40,0 | – | – | |
Приложение № 2
Величины сопротивления одного напорного рукава длиной 20 м
| Тип рукавов | Диаметр рукавов, мм | |||||
| 51 | 66 | 77 | 89 | 110 | 150 | |
| Прорезиненные | 0,15 | 0,035 | 0,015 | 0,004 | 0,002 | 0,00046 |
| Непрорезиненные | 0,3 | 0,077 | 0,03 | – | – | – |
Приложение № 3
Объем одного рукава длиной 20 м
Приложение № 4
Геометрические характеристики основных типов стальных вертикальных резервуаров (РВС).
| № п/п | Тип резервуара | Высота резервуара, м | Диаметр резервуара, м | Площадь зеркала горючего, м 2 | Периметр резервуара, м |
| 1 | РВС-1000 | 9 | 12 | 120 | 39 |
| 2 | РВС-2000 | 12 | 15 | 181 | 48 |
| 3 | РВС-3000 | 12 | 19 | 283 | 60 |
| 4 | РВС-5000 | 12 | 23 | 408 | 72 |
| 5 | РВС-5000 | 15 | 21 | 344 | 65 |
| 6 | РВС-10000 | 12 | 34 | 918 | 107 |
| 7 | РВС-10000 | 18 | 29 | 637 | 89 |
| 8 | РВС-15000 | 12 | 40 | 1250 | 126 |
| 9 | РВС-15000 | 18 | 34 | 918 | 107 |
| 10 | РВС-20000 | 12 | 46 | 1632 | 143 |
| 11 | РВС-20000 | 18 | 40 | 1250 | 125 |
| 12 | РВС-30000 | 18 | 46 | 1632 | 143 |
| 13 | РВС-50000 | 18 | 61 | 2892 | 190 |
| 14 | РВС-100000 | 18 | 85,3 | 5715 | 268 |
| 15 | РВС-120000 | 18 | 92,3 | 6691 | 290 |
Приложение № 5
Линейные скорости распространения горения при пожарах на объектах.
| Наименование объекта | Линейная скорость распространения горения, м/мин |
| Административные здания | 1,0…1,5 |
| Библиотеки, архивы, книгохранилища | 0,5…1,0 |
| Жилые дома | 0,5…0,8 |
| Коридоры и галереи | 4,0…5,0 |
| Кабельные сооружения (горение кабелей) | 0,8…1,1 |
| Музеи и выставки | 1,0…1,5 |
| Типографии | 0,5…0,8 |
| Театры и Дворцы культуры (сцены) | 1,0…3,0 |
| Сгораемые покрытия цехов большой площади | 1,7…3,2 |
| Сгораемые конструкции крыш и чердаков | 1,5…2,0 |
| Холодильники | 0,5…0,7 |
| Деревообрабатывающие предприятия: | |
| Лесопильные цехи (здания I, II, III СО) | 1,0…3,0 |
| То же, здания IV и V степеней огнестойкости | 2,0…5,0 |
| Сушилки | 2,0…2,5 |
| Заготовительные цеха | 1,0…1,5 |
| Производства фанеры | 0,8…1,5 |
| Помещения других цехов | 0,8…1,0 |
| Лесные массивы (скорость ветра 7…10 м/с, влажность 40 %) | |
| Сосняк | до 1,4 |
| Ельник | до 4,2 |
| Школы, лечебные учреждения: | |
| Здания I и II степеней огнестойкости | 0,6…1,0 |
| Здания III и IV степеней огнестойкости | 2,0…3,0 |
| Объекты транспорта: | |
| Гаражи, трамвайные и троллейбусные депо | 0,5…1,0 |
| Ремонтные залы ангаров | 1,0…1,5 |
| Склады: | |
| Текстильных изделий | 0,3…0,4 |
| Бумаги в рулонах | 0,2…0,3 |
| Резинотехнических изделий в зданиях | 0,4…1,0 |
| То же в штабелях на открытой площадке | 1,0…1,2 |
| Каучука | 0,6…1,0 |
| Товарно-материальных ценностей | 0,5…1,2 |
| Круглого леса в штабелях | 0,4…1,0 |
| Пиломатериалов (досок) в штабеля при влажности 16…18 % | 2,3 |
| Торфа в штабелях | 0,8…1,0 |
| Льноволокна | 3,0…5,6 |
| Сельские населенные пункты: | |
| Жилая зона при плотной застройке зданиями V степени огнестойкости, сухой погоде | 2,0…2,5 |
| Соломенные крыши зданий | 2,0…4,0 |
| Подстилка в животноводческих помещениях | 1,5…4,0 |
Приложение № 6
Интенсивность подачи воды при тушении пожаров, л/(м 2 .с)
| 1. Здания и сооружения | |
| Административные здания: | |
| I-III степени огнестойкости | 0.06 |
| IV степени огнестойкости | 0.10 |
| V степени огнестойкости | 0.15 |
| подвальные помещения | 0.10 |
| чердачные помещения | 0.10 |
| Больницы | 0.10 |
| 2. Жилые дома и подсобные постройки: | |
| I-III степени огнестойкости | 0.06 |
| IV степени огнестойкости | 0.10 |
| V степени огнестойкости | 0.15 |
| подвальные помещения | 0.15 |
| чердачные помещения | 0.15 |
| 3.Животноводческие здания: | |
| I-III степени огнестойкости | 0.15 |
| IV степени огнестойкости | 0.15 |
| V степени огнестойкости | 0.20 |
| 4.Культурно-зрелищные учреждения (театры, кинотеатры, клубы, дворцы культуры): | |
| сцена | 0.20 |
| зрительный зал | 0.15 |
| подсобные помещения | 0.15 |
| Мельницы и элеваторы | 0.14 |
| Ангары, гаражи, мастерские | 0.20 |
| локомотивные, вагонные, трамвайные и троллейбусные депо | 0.20 |
| 5.Производственные здания участки и цехи: | |
| I-II степени огнестойкости | 0.15 |
| III-IV степени огнестойкости | 0.20 |
| V степени огнестойкости | 0.25 |
| окрасочные цехи | 0.20 |
| подвальные помещения | 0.30 |
| чердачные помещения | 0.15 |
| 6. Сгораемые покрытия больших площадей | |
| при тушении снизу внутри здания | 0.15 |
| при тушении снаружи со стороны покрытия | 0.08 |
| при тушении снаружи при развившемся пожаре | 0.15 |
| Строящиеся здания | 0.10 |
| Торговые предприятия и склады | 0.20 |
| Холодильники | 0.10 |
| 7. Электростанции и подстанции: | |
| кабельные тоннели и полуэтажи | 0.20 |
| машинные залы и котельные помещения | 0.20 |
| галереи топливоподачи | 0.10 |
| трансформаторы, реакторы, масляные выключатели* | 0.10 |
| 8. Твердые материалы | |
| Бумага разрыхленная | 0.30 |
| Древесина: | |
| балансовая при влажности, %: | |
| 40-50 | 0.20 |
| менее 40 | 0.50 |
| пиломатериалы в штабелях в пределах одной группы при влажности, %: | |
| 8-14 | 0.45 |
| 20-30 | 0.30 |
| свыше 30 | 0.20 |
| круглый лес в штабелях в пределах одной группы | 0.35 |
| щепа в кучах с влажностью 30-50 % | 0.10 |
| Каучук, резина и резинотехнические изделия | 0.30 |
| Пластмассы: | |
| термопласты | 0.14 |
| реактопласты | 0.10 |
| полимерные материалы | 0.20 |
| текстолит, карболит, отходы пластмасс, триацетатная пленка | 0.30 |
| Хлопок и другие волокнистые материалы: | |
| открытые склады | 0.20 |
| закрытые склады | 0.30 |
| Целлулоид и изделия из него | 0.40 |
| Ядохимикаты и удобрения | 0.20 |
* Подача тонкораспыленной воды.
Тактико-технические показатели приборов подачи пены
| Прибор подачи пены | Напор у прибора, м | Концция р-ра, % | Расход, л/с | Кратность пены | Производ-сть по пене, м куб./мин(л/с) | Дальность подачи пены, м | ||
| воды | ПО | р-ра ПО | ||||||
| ПЛСК-20 П | 40-60 | 6 | 18,8 | 1,2 | 20 | 10 | 12 | 50 |
| ПЛСК-20 С | 40-60 | 6 | 21,62 | 1,38 | 23 | 10 | 14 | 50 |
| ПЛСК-60 С | 40-60 | 6 | 47,0 | 3,0 | 50 | 10 | 30 | 50 |
| СВП | 40-60 | 6 | 5,64 | 0,36 | 6 | 8 | 3 | 28 |
| СВП(Э)-2 | 40-60 | 6 | 3,76 | 0,24 | 4 | 8 | 2 | 15 |
| СВП(Э)-4 | 40-60 | 6 | 7,52 | 0,48 | 8 | 8 | 4 | 18 |
| СВП-8(Э) | 40-60 | 6 | 15,04 | 0,96 | 16 | 8 | 8 | 20 |
| ГПС-200 | 40-60 | 6 | 1,88 | 0,12 | 2 | 80-100 | 12 (200) | 6-8 |
| ГПС-600 | 40-60 | 6 | 5,64 | 0,36 | 6 | 80-100 | 36 (600) | 10 |
| ГПС-2000 | 40-60 | 6 | 18,8 | 1,2 | 20 | 80-100 | 120 (2000) | 12 |
Линейная скорость выгорания и прогрева углеводородных жидкостей
| Наименование горючей жидкости | Линейная скорость выгорания, м/ч | Линейная скорость прогрева горючего, м/ч |
| Бензин | До 0,30 | До 0,10 |
| Керосин | До 0,25 | До 0,10 |
| Газовый конденсат | До 0,30 | До 0,30 |
| Дизельное топливо из газового конденсата | До 0,25 | До 0,15 |
| Смесь нефти и газового конденсата | До 0,20 | До 0,40 |
| Дизельное топливо | До 0,20 | До 0,08 |
| Нефть | До 0,15 | До 0,40 |
| Мазут | До 0,10 | До 0,30 |
Примечание: с увеличением скорости ветра до 8-10 м/с скорость выгорания горючей жидкости возрастает на 30-50 %. Сырая нефть и мазут, содержащие эмульсионную воду, могут выгорать с большей скоростью, чем указано в таблице.
Изменения и дополнения в Руководство по тушению нефти и нефтепродуктов в резервуарах и резервуарных парках
(информационное письмо ГУГПС от 19.05.00 № 20/2.3/1863)
Таблица 2.1. Нормативные интенсивности подачи пены средней кратности для тушения пожаров нефти и нефтепродуктов в резервуарах
Примечание: Для нефти с примесями газового конденсата, а также для нефтепродуктов, полученных из газового конденсата, необходимо определение нормативной интенсивности в соответствии с действующими методиками.
Таблица 2.2. Нормативная интенсивность подачи пены низкой кратности для тушения нефти и нефтепродуктов в резервуарах*
| № п/п | Вид нефтепродукта | Нормативная интенсивность подачи раствора пенообразователя, л м 2 с’ | |||||
| Фторсодержащие пенообразователи “не пленкообразующие” | Фторсинтетические “пленкообразующие” пенообразователи | Фторпротеиновые “пленкообразующие” пенообразователи | |||||
| на поверхность | в слой | на поверхность | в слой | на поверхность | в слой | ||
| 1 | Нефть и нефтепродукты с Т всп 28° С и ниже | 0,08 | – | 0,07 | 0,10 | 0,07 | 0,10 |
| 2 | Нефть и нефтепродукты с Т всп более 28 °С | 0,06 | – | 0,05 | 0,08 | 0,05 | 0,08 |
| 3 | Стабильный газовый конденсат | 0,12 | – | 0,10 | 0,14 | 0,10 | 0,14 |
Основные показатели, характеризующих тактические возможности пожарных подразделений
Руководитель тушения пожара должен не только знать возможности подразделений, но и уметь определять основные тактические показатели:
- ;
- возможную площадь тушения воздушно-механической пеной;
- возможный объем тушения пеной средней кратности с учетом имеющегося на автомобиле запаса пенообразователя;
- предельное расстояние по подаче огнетушащих средств.
Расчеты приведены согласно Справочник руководителя тушения пожара (РТП). Иванников В.П., Клюс П.П., 1987
Определение тактических возможностей подразделения без установки пожарного автомобиля на водоисточник
1) Определение формула времени работы водяных стволов от автоцистерны:
t раб = (V ц – N p ·V p) / N ст ·Q ст ·60 (мин.) ,
N р = k · L / 20 = 1,2· L / 20 (шт.) ,
- где: t раб – время работы стволов, мин.;
- V ц – объем воды в цистерне , л;
- N р – число рукавов в магистральной и рабочих линиях, шт.;
- V р – объем воды в одном рукаве, л (см. прилож.);
- N ст – число водяных стволов, шт.;
- Q ст – расход воды из стволов, л/с (см. прилож.);
- k – коэффициент, учитывающий неровности местности (k = 1,2 – стандартное значение),
- L – расстояние от места пожара до пожарного автомобиля (м).
Дополнительно обращаем Ваше внимание, что в справочнике РТП Тактические возможности пожарных подразделений. Теребнев В.В., 2004 в разделе 17.1 приводится, точно такая же формула но с коэффициентом 0,9: Tраб = (0,9Vц – Np ·Vp) / Nст ·Qст ·60 (мин.)
2) Определение формула возможной площади тушения водой S Т от автоцистерны:
S Т = (V ц – N p ·V p) / J тр · t расч · 60 (м 2) ,
- где: J тр – требуемая интенсивность подачи воды на тушение, л/с·м 2 (см. прилож.);
- t расч = 10 мин. – расчетное время тушения.
3) Определение формула времени работы приборов подачи пены от автоцистерны:
t раб = (V р-ра – N p ·V p) / N гпс ·Q гпс ·60 (мин.) ,
- где: V р-ра – объем водного раствора пенообразователя, полученный от заправочных емкостей пожарной машины, л;
- N гпс – число ГПС (СВП), шт;
- Q гпс – расход раствора пенообразователя из ГПС (СВП), л/с (см. прилож.).
Чтобы определить объем водного раствора пенообразователя, надо знать, насколько будут израсходованы вода и пенообразователь.
К В = 100–С / С = 100–6 / 6 = 94 / 6 = 15,7 – количество воды (л), приходящееся на 1 литр пенообразователя для приготовления 6-ти % раствора (для получения 100 литров 6-ти % раствора необходимо 6 литров пенообразователя и 94 литра воды).
Тогда фактическое количество воды, приходящееся на 1 литр пенообразователя, составляет:
К ф = V ц / V по ,
- где V ц – объем воды в цистерне пожарной машины, л;
- V по – объем пенообразоователя в баке, л.
если К ф < К в, то V р-ра = V ц / К в + V ц (л) – вода расходуется полностью, а часть пенообразователя остается.
если К ф > К в, то V р-ра = V по ·К в + V по (л) – пенообразователь расходуется полностью, а часть воды остается.
4) Определение возможной формула площади тушения ЛВЖ и ГЖ воздушно-механической пеной:
S т = (V р-ра – N p ·V p) / J тр · t расч · 60 (м 2),
- где: S т – площадь тушения, м 2 ;
- J тр – требуемая интенсивность подачи раствора ПО на тушение, л/с·м 2 ;
При t всп ≤ 28 о C – J тр = 0,08 л/с∙м 2 , при t всп > 28 о C – J тр = 0,05 л/с∙м 2 .
t расч = 10 мин. – расчетное время тушения.
5) Определение формула объема воздушно-механической пены , получаемого от АЦ:
V п = V р-ра ·К (л),
- где: V п – объем пены, л;
- К – кратность пены;
6) Определение возможного объема тушения воздушно-механической пеной:
V т = V п / К з (л, м 3),
- где: V т – объем тушения пожара;
- К з = 2,5–3,5 – коэффициент запаса пены, учитывающий разрушение ВМП вследствие воздействия высокой температуры и других факторов.
Примеры решения задач
Пример № 1. Определить время работы двух стволов Б с диаметром насадка 13 мм при напоре 40 метров, если до разветвления проложен один рукав d 77 мм, а рабочие линии состоят из двух рукавов d 51 мм от АЦ-40(131)137А.
Решение:
t = (V ц – N р V р) / N ст ·Q ст · 60 =2400 – (1· 90 + 4 · 40) / 2 · 3,5 · 60 = 4,8 мин .
Пример № 2. Определить время работы ГПС-600, если напор у ГПС-600 60 м, а рабочая линия состоит из двух рукавов диаметром 77 мм от АЦ-40 (130) 63Б.
Решение:
К ф = V ц / V по = 2350/170 = 13,8.
К ф = 13,8 < К в = 15,7 для 6-ти % раствора
V р-ра = V ц / К в + V ц = 2350/15,7 + 2350 » 2500 л.
t = (V р-ра – N p ·V p) / N гпс ·Q гпс ·60 = (2500 – 2 · 90)/1 · 6 · 60 = 6,4 мин .
Пример № 3. Определить возможную площадь тушения бензина ВМП средней кратности от АЦ-4-40 (Урал-23202).
Решение:
1) Определяем объем водного раствора пенообразователя:
К ф = V ц / V по = 4000/200 = 20.
К ф = 20 > К в = 15,7 для 6-ти % раствора,
V р-ра = V по ·К в + V по = 200·15,7 + 200 = 3140 + 200 = 3340 л.
2) Определяем возможную площадь тушения:
S т = V р-ра / J тр · t расч ·60 = 3340/0,08 ·10 · 60 = 69,6 м 2 .
Пример № 4. Определить возможный объем тушения (локализации) пожара пеной средней кратности (К=100) от АЦ-40(130)63б (см. пример № 2).
Решение:
V п = V р-ра · К = 2500 · 100 = 250000 л = 250 м 3 .
Тогда объем тушения (локализации):
V т = V п /К з = 250/3 = 83 м 3 .
Определение тактических возможностей подразделения с установкой пожарного автомобиля на водоисточник
Рис. 1. Схема подачи воды в перекачку
| Расстояние в рукавах (штуках) | Расстояние в метрах |
| 1) Определение предельного расстояния от места пожара до головного пожарного автомобиля N гол ( L гол ). | |
| N мм ( L мм ), работающими в перекачку (длины ступени перекачки). | |
| N ст | |
| 4) Определение общего количества пожарных машин для перекачки N авт | |
| 5) Определение фактического расстояния от места пожара до головного пожарного автомобиля N ф гол ( L ф гол ). | |
- H н = 90÷100 м – напор на насосе АЦ,
- H разв = 10 м – потери напора в разветвлении и рабочих рукавных линиях,
- H ст = 35÷40 м – напор перед стволом,
- H вх ≥ 10 м – напор на входе в насос следующей ступени перекачки,
- Z м – наибольшая высота подъема (+) или спуска (–) местности (м),
- Z ст – наибольшая высота подъема (+) или спуска (–) стволов (м),
- S – сопротивление одного пожарного рукава,
- Q – суммарный расход воды в одной из двух наиболее загруженной магистральной рукавной линии (л/с),
- L – расстояние от водоисточника до места пожара (м),
- N рук – расстояние от водоисточника до места пожара в рукавах (шт.).
Пример: Для тушения пожара необходимо подать три ствола Б с диаметром насадка 13 мм, максимальная высота подъема стволов 10 м. Ближайшим водоисточником является пруд, расположенный на расстоянии 1,5 км от места пожара, подъем местности равномерный и составляет 12 м. Определить количество автоцистерн АЦ−40(130) для перекачки воды на тушение пожара.
Решение:
1) Принимаем способ перекачки из насоса в насос по одной магистральной линии.
2) Определяем предельное расстояние от места пожара до головного пожарного автомобиля в рукавах.
N ГОЛ = / SQ 2 = / 0,015 · 10,5 2 = 21,1 = 21.
3) Определяем предельное расстояние между пожарными автомобилями, работающими в перекачку, в рукавах.
N МР = / SQ 2 = / 0,015 · 10,5 2 = 41,1 = 41.
4) Определяем расстояние от водоисточника до места пожара с учетом рельефа местности.
N Р = 1,2 · L/20 = 1,2 · 1500 / 20 = 90 рукавов.
5) Определяем число ступеней перекачки
N СТУП = (N Р − N ГОЛ) / N МР = (90 − 21) / 41 = 2 ступени
6) Определяем количество пожарных автомобилей для перекачки.
N АЦ = N СТУП + 1 = 2 + 1 = 3 автоцистерны
7) Определяем фактическое расстояние до головного пожарного автомобиля с учетом установки его ближе к месту пожара.
N ГОЛ ф = N Р − N СТУП · N МР = 90 − 2 · 41 = 8 рукавов.
Следовательно, головной автомобиль можно приблизить к месту пожара.
Методика расчета потребного количества пожарных автомобилей для подвоза воды к месту тушения пожара
Если застройка сгораемая, а водоисточники находятся на очень большом расстоянии, то время, затраченное на прокладку рукавных линий, будет слишком большим, а пожар скоротечным. В таком случае лучше подвозить воду автоцистернами с параллельной организацией перекачки. В каждом конкретном случае необходимо решать тактическую задачу, принимая во внимание возможные масштабы и длительность пожара, расстояние до водоисточников, скорость сосредоточения пожарных автомобилей, рукавных автомобилей и другие особенности гарнизона.
Формула расхода воды АЦ(мин.) – время расхода воды АЦ на месте тушения пожара;
- L – расстояние от места пожара до водоисточника (км);
- 1 – минимальное количество АЦ в резерве (может быть увеличено);
- V движ – средняя скорость движения АЦ (км/ч);
- W цис – объем воды в АЦ (л);
- Q п – средняя подача воды насосом, заправляющим АЦ, или расход воды из пожарной колонки, установленной на пожарный гидрант (л/с);
- N пр – число приборов подачи воды к месту тушения пожара (шт.);
- Q пр – общий расход воды из приборов подачи воды от АЦ (л/с).
Рис. 2. Схема подачи воды способом подвоза пожарными автомобилями.
Подвоз воды должен быть бесперебойным. Следует иметь в виду, что у водоисточников необходимо (в обязательном порядке) создавать пункт заправки автоцистерн водой.
Пример. Определить количество автоцистерн АЦ−40(130)63б для подвоза воды из пруда, расположенного в 2 км от места пожара, если для тушения необходимо подать три ствола Б с диаметром насадка 13 мм. Заправку автоцистерн осуществляют АЦ−40(130)63б, средняя скорость движения автоцистерн 30 км/ч.
Решение:
1) Определяем время следования АЦ к месту пожара или обратно.
t СЛ = L · 60 / V ДВИЖ = 2 · 60 / 30 = 4 мин.
2) Определяем время заправки автоцистерн.
t ЗАП = V Ц /Q Н · 60 = 2350 / 40 · 60 = 1 мин.
3)Определяем время расхода воды на месте пожара.
t РАСХ = V Ц / N СТ · Q СТ · 60 = 2350 / 3 · 3,5 · 60 = 4 мин.
4) Определяем количество автоцистерн для подвоза воды к месту пожара.
N АЦ = [(2t СЛ + t ЗАП) / t РАСХ ] + 1 = [(2 · 4 + 1) / 4] + 1 = 4 автоцистерны.
Методика расчета подачи воды к месту тушения пожара с помощью гидроэлеваторных систем
При наличии заболоченных или густо заросших берегов, а так же при значительном расстоянии до поверхности воды (более 6,5-7 метров), превышающем глубину всасывания пожарного насоса (высокий крутой берег, колодцы и т.п.) необходимо применять для забора воды гидроэлеватор Г-600 и его модификации.
1) Определим требуемое количество воды V СИСТ , необходимое для запуска гидроэлеваторной системы:
V СИСТ = N Р ·V Р ·K ,
N Р = 1,2·(L + Z Ф ) / 20 ,
- гдеN Р − число рукавов в гидроэлеваторной системе (шт.);
- V Р − объем одного рукава длиной 20 м (л);
- K − коэффициент, зависящий от количества гидроэлеваторов в системе, работающей от одной пожарной машины (К = 2 – 1 Г-600, K =1,5 – 2 Г-600);
- L – расстояние от АЦ до водоисточника (м);
- Z Ф – фактическая высота подъема воды (м).
Определив требуемое количество воды для запуска гидроэлеваторной системы, сравнивают полученный результат с запасом воды, находящимся в пожарной автоцистерне, и выявляют возможность запуска данной системы в работу.
2) Определим возможность совместной работы насоса АЦ с гидроэлеваторной системой.
И = Q СИСТ / Q Н ,
Q СИСТ = N Г (Q 1 + Q 2 ) ,
- гдеИ – коэффициент использования насоса;
- Q СИСТ − расход воды гидроэлеваторной системой (л/с);
- Q Н − подача насоса пожарного автомобиля (л/с);
- N Г − число гидроэлеваторов в системе (шт.);
- Q 1 = 9,1 л/с − рабочий расход воды одного гидроэлеватора;
- Q 2 = 10 л/с − подача одного гидроэлеватора.
При И < 1 система будет работать, при И = 0,65-0,7 будет наиболее устойчивая совместная и насоса.
Следует иметь в виду, что при заборе воды с больших глубин (18-20м) необходимо создавать на насосе напор 100 м. В этих условиях рабочий расход воды в системах будет повышаться, а расход насоса – понижаться против нормального и может оказаться, что сумма рабочего и эжектируемого расходов превысит расход насоса. В этих условиях система работать не будет.
3) Определим условную высоту подъема воды Z УСЛ для случая, когда длина рукавных линий ø77 мм превышает 30 м:
Z УСЛ = Z Ф + N Р · h Р (м),
гдеN Р − число рукавов (шт.);
h Р − дополнительные потери напора в одном рукаве на участке линии свыше 30 м:
h Р = 7 м при Q = 10,5 л/с , h Р = 4 м при Q = 7 л/с , h Р = 2 м при Q = 3,5 л/с .
Z Ф – фактическая высота от уровня воды до оси насоса или горловины цистерны (м).
4) Определим напор на насосе АЦ:
При заборе воды одним гидроэлеватором Г−600 и обеспечении работы определенного числа водяных стволов напор на насосе (если длина прорезиненных рукавов диаметром 77 мм до гидроэлеватора не превышает 30 м) определяют по табл. 1.
Определив условную высоту подъема воды, находим напор на насосе таким же образом по табл. 1 .
5) Определим предельное расстояние L ПР по подаче огнетушащих средств:
L ПР = (Н Н – (Н Р ± Z М ± Z СТ ) / SQ 2 ) · 20 (м) ,
- где H Н − напор на насосе пожарного автомобиля, м;
- Н Р − напор у разветвления (принимается равным: Н СТ + 10) , м;
- Z М − высота подъема (+) или спуска (−) местности, м;
- Z СТ − высота подъема (+) или спуска (−) стволов, м;
- S − сопротивление одного рукава магистральной линии
- Q − суммарный расход из стволов, подсоединенных к одной из двух наиболее нагруженной магистральной линии, л/с.
Таблица 1.
Определение напора на насосе при заборе воды гидроэлеватором Г−600 и работе стволов по соответствующим схемам подачи воды на тушение пожара.
6) Определим общее количество рукавов в выбранной схеме:
N Р = N Р.СИСТ + N МРЛ,
- где N Р.СИСТ − число рукавов гидроэлеваторной системы, шт;
- N МРЛ − число рукавов магистральной рукавной линии, шт.
Примеры решения задач с использование гидроэлеваторных систем
Пример. Для тушения пожара необходимо подать два ствола соответственно в первый и второй этажи жилого дома. Расстояние от места пожара до автоцистерны АЦ−40(130)63б, установленной на водоисточник, 240 м, подъем местности составляет 10 м. Подъезд автоцистерны до водоисточника возможен на расстояние 50 м, высота подъема воды составляет 10 м. Определить возможность забора воды автоцистерной и подачи ее к стволам на тушение пожара.
Решение:
Рис. 3 Схема забора воды с помощью гидроэлеватора Г-600
2) Определяем число рукавов, проложенных к гидроэлеватору Г−600 с учетом неровности местности.
N Р = 1,2· (L + Z Ф) / 20 = 1,2 · (50 + 10) / 20 = 3,6 = 4
Принимаем четыре рукава от АЦ до Г−600 и четыре рукава от Г−600 до АЦ.
3) Определяем количество воды, необходимое для запуска гидроэлеваторной системы.
V СИСТ = N Р ·V Р ·K = 8· 90 · 2 = 1440 л < V Ц = 2350 л
Следовательно воды для запуска гидроэлеваторной системы достаточно.
4) Определяем возможность совместной работы гидроэлеваторной системы и насоса автоцистерны.
И = Q СИСТ / Q Н = N Г (Q 1 + Q 2) / Q Н = 1·(9,1 + 10) / 40 = 0,47 < 1
Работа гидроэлеваторной системы и насоса автоцистерны будет устойчивой.
5) Определяем необходимый напор на насосе для забора воды из водоема с помощью гидроэлеватора Г−600.
Поскольку длина рукавов к Г−600 превышает 30 м, сначала определяем условную высоту подъема воды: Z
