Практична робота № 4

Тема: „Оцінка пожежної обстановки при горінні твердих горючих матеріалів та рідких горючих речовин”

Мета: „Розрахунок та визначення оцінки пожежної обстановки при горінні твердих горючих матеріалів та рідких горючих речовин”

Хід роботи:

Завдання:

Оцінити пожежну обстановку, яка може виникнути внаслідок пожежі в приміщенні цеху. Будівля цеху?, товщина стін? мм, розміри будівлі?х? м, перекриття?. Загальна вага дерев'яних елементів конструкцій -? кг, вага сировини і готової продукції - 10400 кг. Будівля цеху знаходиться на території ОГД зі щільністю забудови будівлями?-го ступеню вогнестійкості 25%.

Оцінка пожежної обстановки на ОГД (об’єкті господарської діяльності) здійснюється в такій послідовності:

1. Визначається ступінь вогнестійкості будівель і споруд (за табл.1).

2. Визначається межа вогнестійкості будівельних конструкцій (за табл.2).

3. Визначається маса пального навантаження m, кг/м²:

а) для матеріалів, що горять у твердому стані, величина пального навантаження визначається за формулою:

,

де: М - сумарна маса твердих горючих матеріалів (ТГМ) - тих, що знаходяться у виробництві і тих, що входять до складу конструктивних елементів будівель, кг.

F_п - площа приміщення (споруди), м².

б) для рідких горючих речовин (РГР) величина пального навантаження визначається за формулою:

, де: М - маса пальної або горючої рідини, кг; F_ргр - площа розливу рідини, м².

При вільному розливі:

, де: ρ - густина рідини (за табл. 3), δ - товщина шару горючої рідини, приймається 3 мм для рідких нафтопродуктів.

Якщо F_ргр > F_п, то за площу розливу приймається площа приміщення F _п:F_pгр =F_п;

в) при спільному горінні твердих і рідких горючих матеріалів пальне навантаження РГР перераховується в пальне навантаження в умовній деревині (m_ум ), і для наступних розрахунків загальної величини пального навантаження використовується значення:

m_заг =m_тгм+m_ум, (1) де: m_тгм - величина пального навантаження для ТГМ,

m_ум - величина пального навантаження РГР в умовній деревині.

Величина пального навантаження в умовній деревині - це маса деревини, що еквівалентна за кількістю теплової енергії фактичному горючому матеріалу. Дана величина знаходиться за співвідношенням:

, звідки , (2)

де: m_ргр - пальне навантаження рідкої горючої речовини, кг/м², Q_д, Q_ргр - теплотворна спроможність відповідно деревини та РГР, кДж/кг. Для бензину, наприклад, умовне пальне навантаження m_ум=3m_ргр, для гасу m_ум=3,14m_ргр._.

4. За табл. 3 визначається масова V _м чи середньомасова V _ср швидкість вигорання матеріалів. У випадку одночасного горіння різних матеріалів масова швидкість вигорання визначається як середньовиважене значення:

, (3) де: і - кількість видів матеріалів, що вигорають.

5. За табл. 3 визначається температура полум’я Т_пл горючих матеріалів.

6. Визначається час розповсюдження полум’я τ_р з моменту загоряння до повного охоплення вогнем приміщення:

а) для матеріалів у твердому стані (ТГМ) даний параметр визначається за формулою:

, с, (4) де: L - довжина приміщення, м, V - швидкість поширення полум’я, м/с; для матеріалів, що згорають у твердому стані V =0,05 м/с; для горючих рідин (крім бензину) V =0,5м/с, для бензину =2,5 м/с;

б) для рідких горючих речовин (РГР) час τ_р з моменту загорання до повного охоплення вогнем рідини, що розлилася, визначається:

при вільному розливі горючої рідини, коли F_pгр < F_c ,

; с, (5) де: ρ - густина РГР, кг/м³; М - маса РГР, кг; δ - товщина шару РГР, м;

при розливі РГР по всій площі приміщення

, с;

в) при спільному горінні ТГМ і РГР за тривалість 1-ї фази вибирається менша з двох величин (або τ _тгм , або τ _ргр ).

7. Визначається тривалість пожежі при горінні ТГМ чи РГР за формулою:

, (6) де: m- величина пального навантаження, кг/м², V _м - масова швидкість вигорання матеріалу, кг/(м²· хв), τ_п - тривалість пожежі, с.

При спільному горінні ТГМ і РГР тривалість пожежі визначається за формулою:

, (7) де: m_заг - загальна величина пального навантаження, визначається за формулою (1); V_ср - середньомасова швидкість вигорання матеріалів, визначається за формулою (3).

8. Визначається середньооб’ємна температура Т _об, ⁰С, у приміщенні:

а) для матеріалів, що згорають у твердому стані,

Т_об=504(0,67·m +2)^0,148. (8)

У випадку завалювання будівлі до закінчення вигорання усього горючого матеріалу при розрахунках Т_р ураховується тільки та частина пального навантаження, що вигоріла:

, , де: m_виг - маса пального навантаження, що вигоріла, кг/м²; m - величина пального навантаження, визначена на початок пожежі, кг/м²; τ_п - тривалість пожежі за формулою (6) або (7), год.; τ_обв - час, що пройшов з початку загоряння до початку руйнування будівельних конструкцій, год.; τ_р - тривалість 1 фази, год., за формулою (4) або (5); τ_мв - межа вогнестійкості будівельних конструкцій, год. (див. табл. 2);

б) для горючих рідин значення середньооб'ємної температури знаходиться за формулою (8), при цьому маса пального навантаження m = m _ум, і визначається за формулою (2);

в) при спільному горінні ТГМ і РГР значення середньооб’ємної температури визначається за цією ж формулою (8), при цьому маса пального навантаження m = m_заг і визначається за формулою (1).

9. Визначається температура поверхні стін із внутрішньої сторони приміщення, споруди Т _ст ⁰С:

Т_сб =133,14+440,31·lg(τ_п). (9)

При завалюванні будівлі замість тривалості пожежі τ_п, год. у формулу (9) підставляють значення τ _обв, год. Для несучих сталевих конструкцій Т_сб = 350-400 ⁰С є критичною і призводить до їх руйнування.

Дана формула справедлива для визначення орієнтовного нагрівання типових стін із залізобетону, бетону, цегли товщиною 500-1000 мм і тривалості пожежі не менше 0,5 год. (при τ _п < 0,5 год. нагрівання практично не позначається на міцності стін).

10. Визначається послідовність розвитку пожежі. Можливі два варіанти: під час пожежі не відбувається руйнування конструкцій будівлі (τ _зав ≥ τ _п); під час пожежі відбувається руйнування конструкції будівлі (τ _зав < τ _п);

а) при τ_зав ≥ τ_п тривалість:

1- ї фази τ_1ф = τ_р;

2- ї фази τ_2ф = 0,5τ_п - τ_1ф;

3- ї фази τ_3ф = τ_п - (τ_1ф+τ_2ф);

б) при τ_зав<τ_п тривалість:

1- ї фази τ_1ф = τ_р;

2- ї фази (у першому наближенні) τ_2ф = 0,5τ_п - τ_1ф; потім аналізується співвідношення між τ_мв і τ_2ф; при цьому можливі також два варіанти:

τ_2ф< τ_мв та τ_2ф ≥ τ_мв.

При: τ_2ф < τ_мв:

τ_2ф = 0,5τ_п - τ_1ф;

τ_3ф = τ_мв - τ_2ф;

при τ_2ф ≥ τ_мв:

τ_2ф = τ_мв;

τ_3ф = 0,

де: τ_р - час із моменту загоряння до повного охоплення вогнем приміщення, год.; τ_п - тривалість пожежі, год.

При τ_1ф +τ_2ф = τ_обв 3-я фаза відсутня (τ_обв - час, що пройшов з початку пожежі до початку руйнування конструкцій, год.); τ_мв - межа вогнестійкості будівельних конструкцій, год. (див. табл. 2).

У випадку, коли τ_1ф + τ_2ф > τ_обв, 3-я фаза пожежі відсутня, а тривалість 2-ї фази визначається за формулою:

τ_2ф = τ_обв - τ_1ф

11. Визначається можливість виникнення суцільної пожежі, залежно від щільності забудови території ОГД і ступеня вогнестійкості будівель і споруд.

Суцільні пожежі можуть утворюватись при забудові будівлями та спорудами:

- 1-го і 2-го ступеня вогнестійкості та Щ >30%;

- 3-го ступеня вогнестійкості та Щ > 20%;

- 4-го і 5-го ступеня вогнестійкості та Щ > 7%.

Результати оцінки пожежної обстановки з відповідними висновками заносяться в підсумкову таблицю.

Приклад оформлення підсумкової таблиці:

12. Зробити висновок.

Таблиця 1

Ступінь вогнестійкості будівель та споруд

Таблиця 2

Характеристика вогнестійкості будівель і споруд

Примітка. Цифрами зазначені межі вогнестійкості будівельних конструкцій - період часу в годинах, від початку дії вогню на конструкцію до утворення в ній наскрізних тріщин або досягнення температури 200^о С на поверхні стіни, зворотній до дії вогню, або до втрати конструкцією несучої здатності (завалення).

Таблиця 3

Фізичні властивості горючих матеріалів

Таблиця 4

Питома теплота (енергія) вибуху горючих газів і парів горючих рідин

При оцінці ПО необхідно враховувати, що пожежі, незалежно від їхнього виду та місця виникнення, розвиваються за однією й тією ж закономірністю і містять 3 фази (рис.1).

1 - фаза розвитку пожежі, триває з моменту загоряння до охоплення полум’ям усього приміщення. Температура полум’я при цьому зростає поступово протягом усієї фази. У цій фазі пожежу можна ліквідувати за короткий час обмеженими засобами;

2 - фаза стійкого горіння, характеризується появою найбільш небезпечного періоду, при якому температура полум’я досягає максимального значення. Фаза закінчується після вигорання 80 % маси горючих матеріалів;

3 - фаза догорання, тут швидкість горіння невелика, а температура різко знижується.

Рис. 1. Закономірності розвитку пожежі.