Задача №12,27

Горение ТГМ в центре здания размерами 30×60 м.

Требуемая интенсивность подачи воды J_тр=0,14 л/с∙м²; V_лин=1,5 м/мин.

Первый прибывший караул подал два ствола РС-50 на 14-ой минуте, а затем стволы подавались на:

17мин. – 1 РС-70 и РС-50;

21мин. – 2 РС-70;

25мин. – 3 РС-70;

Определить:

1. Время локализации, фактический удельный расход воды на тушение, если пожар был ликвидирован через 3,5 часа.

2. Построить совмещенный график.

РЕШЕНИЕ:

1. Определим путь (L), пройденный фронтом пламени за время сво­бодного развития пожара (t_св =14 мин). Так как оно более 10 мин, расчеты будем производить по формулам, предназначенным для расчета площади пожара при t_св > 10 мин.

L= 5. V_л + V_л • t₂ = 5 • 1,5 + 1,5 • 4 = 13,5 м, где У_л — линейная скорость распространения фронта пламени (пожара), равная 1,5 м/мин согласно условию задачи; t₂ = t_св - 10 = 14 - 10 = 4 мин.

Следовательно, пожар на 14-й минуте будет иметь круговую форму с радиусом R = 13,5 м. Площадь пожара на 14-й минуте может быть определена по следующей формуле:

S_п,= π R ²₌ 3,14 х 13,5²= 572,3 м².

Также площадь пожара на 14-й минуте может быть рассчитана по известной в тактике формуле:

S_п,= π (5V_Л + V_л • t₂)² = 3,14-(5- 1,5 + 1,5- 4,0)²=572,3м².

2.Определяем возможность локализации пожара первым подразде­лением, подавшим на 14-й минуте два ствола PC-50.

Известно, что основным условием локализации пожара является равенство фактического расхода воды (подаваемого на тушение пожарными подразделениями) требуемому расходу воды (расчетному) или превышение фактического расхода воды над требуемым О^в_ф (х) > О^в_тр (х) в определенный момент времени развития пожара.

Определим О^в_ф(х) и О^в_тр (х) на 14-й минуте пожара. Фактический расход воды, поданной на тушение на 14-й минуте, может быть определен из условия задачи

О^в_ф = N_ств. q^тр = 2. 3,5 = 7,0 л/с,

где N_CTB — количество поданных стволов, шт; q^тр — расход воды из ствола, л/с, для ствола РС-50 принят равным 3,5 л/с.

Требуемый расход воды на тушение на 14-й минуте определим по формуле

О^в_{тр =} S_t (t). J_{тр =} 266,9. 0,14= 37,4 л/с,

где S_t(t) — площадь тушения на определенный момент времени, м²; J_тр — требуемая интенсивность подачи воды — задана в условии задачи, 0,14 л/(см²).

Так как на 14-й минуте пожар имеет круговую форму, локализацию осуществляют по его периметру, при этом площадь тушения имеет вид кольца и может быть рассчитана по формуле

S_т = п. h, (2 • R - h_т = 3,14 • 5 • (2 • 13.5 - 5) = 266,9 м²,

где hj — глубина тушения, для ручных стволов принимается равной 5 м, а для лафетных стволов — 10 м; R — радиус пожара, м.

Так как на 14-й минуте пожара фактический расход воды меньше требуемого (О_ф^{т = п мин} < Q_Tp^{T = п мин}), можно сделать вывод, что первое подразделение локализовать пожар не сможет. Следовательно, после вве­дения первых стволов (T = 14 мин) пожар будет распространяться во все стороны. Но в соответствии с принятым в пожарно-технической литературе допущением после введения первого ствола при О^в_ф(х) < Q^B_Tp(x) линейная скорость распространения пожара будет составлять 50% от табличного зна­чения V_л = 0,5 • V_л^табл вплоть до момента, при котором V_л = 0.

3. Определим параметры пожара на момент введения стволов вторым подразделением, т. е. на 17-й минуте. Определим путь, пройденный фронтом пожара на 17-й минуте:

L = 17мин = 5. V_л + V_л • t₂ = 5 • 1,5 + 1,5 • 7 = 18 м,

Так как на 17-й минуте расчетный путь, пройденный фронтом по­жара (18 м), больше, чем расстояние от очага пожара до продольных стен помещения, площадь пожара будет иметь форму прямо­угольника с двухсторонним направлением распространения пожара. Пло­щадь пожара на 17-й минуте может быть определена по следующей фор­муле:

S_n = n • L • а = 2 • 18 • 30 = 1080 м²,

где а — ширина помещения, м; n — количество направлений распростра­нения пожара при двухстороннем распространении, п = 2.

4. Определяем возможность локализации пожара пожарными под­разделениями на 17-й минуте пожара. В связи с тем, что пожар имеет прямоугольную форму и двухстороннее распространение, локализацию пожара осуществляют по фронту распространения пожара — через входы с восточной и западной стороны помещения. При этом площадь тушения имеет форму прямоугольника и ее суммарное значение может быть рас­считано по формуле

S_T ⁼ n • а • h_T = 2 • 30 • 5 = 300 м²,

где n — количество направлений распространения пожара.

Нетрудно заметить, что значения площадей тушения на восточном и западном направлениях равны и соответственно составляют по 150 м².

В практике пожаротушения во всех случаях определяется решающее направление боевых действий и на этом направлении с целью ограничения распространения пожара сосредоточивается, в первую очередь, наибольшее количество сил и средств. Поэтому ограничение распространения пожара может происходить на различных направлениях в различные моменты времени.

Схема развития пожара показывает, что суммарное значение пло­щади тушения (£S_T) будет иметь постоянное значение вплоть до момента его локализации, а следовательно, будет постоянным и значение требуе­мого расхода воды (EQ_тр = 37,4 л/с).

Определим £S_T и EQ_ф на 17-й минуте:

Q_{тр =} S_t. J_{тр =} 300. 0,14= 42 л/с,

Q_ф= 2 • 3,5 + 1 • 7,0 + 1 • 3,5 = 17,5 л/с.

Так как на 17-й минуте фактический расход воды (Q_ф = 17,5 л/с) меньше требуемого (Q_тр = 42 л/с), можно сделать вывод, что пожарные подразделения локализовать пожар не смогут.

Поскольку на 17-й минуте на восточном и западном направлениях, согласно условию задачи, пожарными подразделениями обеспечивались различные расходы воды - на восточном (2 ствола РС-50) Q_Ф^вост = 7 л/с, а на западном (1 ствол PC-50 и 1ствол РС-70) Q_ф^зап =10,5 л/с, — необходимо проверить не произошло ли ограничение распространения пожара на одном из этих направлений. Для этого необходимо определить требуемый расход воды для ограничения распространения пожара на одном из этих направлений и сравнить его с фактическим. Требуемый расход может быть рассчитан для нашего случая по формуле:

Q_тр < Q_ф = ah_T-J_тр = 30-5-0,14 = 21 < 10,5 л/с.(условие не выполняется).

На 17-й минуте ни на одном из направлений распространения пожа­ра не соблюдается условие локализации, следовательно, после 17-й минуты пожар будет иметь по-прежнему двухстороннее распространение.

Из схемы развития пожара следует, что значение площади тушения (S_T) будет иметь постоянное значение до момента локализации пожара (S_T = 2 • а • h_T = const = 300 м²), а, следовательно, постоянным будет и значение требуемого расхода воды (= S_T • I_Tp = const = 42 л/с.)

5. На основании предыдущего вывода Q_тр = const = 42 л/с мы можем пропустить все промежуточные расчеты и, обратившись к условию задачи, просуммировать расход воды, подаваемой различными подразде­лениями (О^в_ф), определить момент локализации пожара. При этом необходимо обратить внимание, чтобы основное условие локализации выполнялось на каждом из направлений распространения пожара (западном и восточном). Поскольку в нашей задаче на возможных направлениях распространения пожара в одни и те же моменты времени подавались на тушение стволы практически одного типа и почти одина­ковое их количество (обеспечивался одинаковый расход воды), локализация пожара должна наступить одновременно на обоих направлениях распрост­ранения пожара (на 25-й мин). В этом нетрудно убедиться, выполнив прос­тейшие расчеты фактического расхода воды:

На 21 минуте:

Q_Ф^вост = 2х3,5 +1х7 =14л/с,

Q_тр < Q_ф = ah_T-J_тр = 30-5-0,14 = 21 < 14 л/с.(условие не выполняется).

Q_Ф^зап = 2х7 +1х3,5 =17,5л/с,

Q_тр < Q_ф = ah_T-J_тр = 30-5-0,14 = 21 < 17,5 л/с.(условие не выполняется).

На 25 минуте:

Q_Ф^вост = 2х3,5 +1х7+2х7 =28л/с,

Q_тр < Q_ф = ah_T-J_тр = 30-5-0,14 = 21 < 28 л/с.(условие выполняется).

Q_Ф^зап = 2х7 +1х3,5 +1х7=24,5л/с,

Q_тр < Q_ф = ah_T-J_тр = 30-5-0,14 = 21 < 24,5 л/с.(условие выполняется).

Следовательно, на 25-й мин выполнено основное условие лока­лизации пожара 0_ф^{т = 25 мин} > Q_тр ^{= 25 мин} (52,5 л/с > 42 л/с).

С этого момента времени движение фронта пожара на обоих нап­равлениях остановлено (V_л = 0), пожар находится под контролем пожарных подразделений и начинается новая стадия — его ликвидация.

6. Поскольку для определения фактического удельного расхода воды необходимо знать максимальный размер площади пожара, которая достиг­ нет максимального значения в момент локализации, определим площадь пожара на момент локализации (т = 28 мин). Как было установлено выше, площадь пожара имеет форму прямоугольника, распространение пожара
— двухстороннее. Следовательно, площадь локализованного пожара может быть рассчитана по формуле

_8пт =25мин = _п. _L. _а = ₂. (5. у_л + У_л • т₂ + 0,5 • У_л • т₃) • а = 2 • (5 • 1,0 + 1,0 • 4 + 0,5 • 1,0 • 14) • 15 = 480 м²,

где п — количество направлений распространения пожара (в данной задаче после 13-й мин пожар имеет двухстороннее распространение), п = 2; т₃ — разность между моментом локализации и временем Нетрудно заметить, что в момент локализации фронт пожара будет остановлен на расстоянии 16 м от места его возникновения (рис. 9.7, б).

7. Определим фактический удельный расход воды на тушение пожара
по формуле:

Q_факт. = SV/ S_n, л/м²;

где SV = Q_ф * t_туш. - суммарное количество воды, поданное за время тушения, л;

S_n - общая площадь пожара, м²;

Q_факт. = 52,5 (л/с) * 12600 (сек) / 480 (м²) = 1378,125 л/м².