Противопожарная защита и тушение Ч.2

Глава IV. Теоретические основы тушения пожаров в промышленных зданиях и сооружениях

При средней скорости движения пожарного автомобиля по улицам г. Москвы 25 км/ч расстояние до пожарного депо должно быть не более:

L= Vср / τсл

τсл = τсл. бр – τбр = (11÷7)-3=8÷4 мин. Отсюда

L=25:60 (8÷4)= 3,3÷1,6 км.

Таким образом, расстояние от пожарного депо до объекта, где происходит пожар, не должно превышать 1,6÷3,3 км (в среднем 2,5 км). В большинстве случаев пожаров в г. Москве на объектах с незащищенными металлическими конструкциями возможно их обрушение почти сразу после введения стволов первым прибывшим подразделением пожарной охраны.

Создается угроза здоровью и жизни пожарных, находящихся внутри горящего помещения (здания). Руководитель тушения пожара должен своевременно принять решение: не допускать пожарных в такие помещения, кроме случаев, когда необходимо срочно спасать людей из этого помещения.

Теоретически возможная продолжительность тушения пожара в противопожарном отсеке производственного здания с металлическими конструкциями площадью 133 м2 определяется по формуле:

(4.5)

Следовательно, локализация и ликвидация пожара в расчетном отсеке производственного здания с незащищенными металлическими конструкциями будет производиться не менее 23 мин. Как показали приведенные выше расчеты, личный состав пожарных подразделений, работающий на тушении этого пожара, будет в течение 9 мин подвергаться опасности от возможного обрушения металлических конструкций в горящем помещении (здании).

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ГОРЯЩЕМ ПОМЕЩЕНИИ, ВЕРОЯТНОСТЬ И ВРЕМЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА ЗВЕНЬЯМИ ГДЗС

Для сохранения жизни и здоровья пожарных большое значение имеет своевременная защита их органов дыхания от выделяющихся вредных веществ при тушении пожара внутри помещения. Своевременность и необходимость защиты органов дыхания пожарных средствами индивидуальной защиты может опреде-

351

Противопожарная защита и тушение пожаров. Промышленные здания и сооружения

лить по нарастающей концентрации токсичных газов в продуктах горения в объеме помещения и их определенной высоте.

Для этого проведем необходимые расчеты в следующей последовательности:

1.Определим площадь пожара, в зависимости от его развития по известным формулам, на определенный момент времени.

2.Определим время полного задымления горящего помещения продуктами сгорания по формуле:

, мин. (4.6)

где:

Sп - площадь пожара, м2;

Wпом - объем горящего помещения, м3;

υм – массовая скорость выгорания пожарной нагрузки, кг/м2·мин;

υg - количество (объем) дыма, который выделяется при сгорании одного килограмма пожарной нагрузки, м3/кг;

K0 – коэффициент, учитывающий степень заполнения задымленного помещения, оборудованием, мебелью и т.п. Для промышленных зданий он имеет среднюю величину 0,1÷0,15, а для жилых и административных 0,15÷0,25;

K1 - коэффициент, учитывающий полноту выделения пожарной нагрузки и частичное удаление дыма через проемы, его среднее значение равно 0,7.

3. Определим поверхность теплообмена по формуле:

где:

Sпол, Sпер Sст – соответственно, площади пола, перекрытия, стен помещения, в котором происходит горение, м2.

4. Определим массу сгоревшей пожарной нагрузки на определенный момент времени развития пожара по формуле:

где:

τп – время от возникновения пожара до интересующего момента его развития, мин.

5. Определим параметр Ф, характеризующий теплообмен в горящем помещении, по формуле:

(4.9)

352

Глава IV. Теоретические основы тушения пожаров в промышленных зданиях и сооружениях

где:

r – коэффициент полноты сгорания пожарной нагрузки; Qнр – низкая теплота сгорания пожарной нагрузки, кДж/кг;

Cрн – теплоемкость воздуха в помещении до пожара, кДж/кг·К; Tн – начальная температура воздуха в помещении до пожара, К; Pн – начальная плотность воздуха в помещении до пожара кг/м3; Wпом – объем помещения, где происходит горение, м3.

6. Определим удельную плотность тела выделения в горящем помещении по формуле:

где:

Sто – поверхность теплообмена в горящем помещении, м2; τп – время развития пожара в помещении, мин.

7.Определить среднеобъемную концентрацию наиболее токсичного газа в горящем помещении на интересующий момент времени по формуле:

где:

Сн – начальная концентрация токсичного газа (СО) в помещении до пожара, г/м3;

Мсо – количество СО токсичного газа, выделяемое при горении пожарной нагрузки в помещении, кг/кг;

β – коэффициент, который определяется по графику в зависимости от величины Ф по рис. 4.1.

8. Определим концентрацию токсичного газа (СО) на уровне рабочей зоны пожарного по формуле:

Для решения этого уравнения необходимо вначале определить значения коэффициентов a и b по формулам:

(4.13)

(4.14)

353

Противопожарная защита и тушение пожаров. Промышленные здания и сооружения

где:

Нпом – высота помещения, в котором происходит горение, м.

β

Ф

Рис. 4.1. Зависимость коэффициента β от величины Ф.

9. Определим безразмерное значение по формуле:

(4.15)

где:

Нрз – высота рабочей зоны, для пожарного ее значение равно 1,6÷1,8м.

По величине делаем вывод о концентрации токсичных газов внутри горящего помещения. Сделав несколько расчетов величины на различные моменты времени по данной методике построим график зависимости Cy = f (τп), показанный на рис. 4.2.

Количество дыма, выделяющееся с площади пожара определяется по уравнению:

(4.16)

где:

φ – коэффициент полноты сгорания; υм – массовая скорость выгорания, кг/м2с;

Wпг – количество продуктов горения (дыма) выделяющееся при сгорании 1 кг пожарной нагрузки, м3/кг;

Tп – температура пожара, К; Sп – площадь пожара, м2.

354

Глава IV. Теоретические основы тушения пожаров в промышленных зданиях и сооружениях

Су

CO г/м3

τп, мин

Рис. 4.2. Изменение концентрации токсичных газов (СО)

вгорящем помещении во времени.

А- точка, показывающая допустимое время развития пожара в помещении, где концентрация токсичных газов (СО) достигает предельно допустимые величины опасные для жизни и здоровья человека, когда включение пожарных в противогазы

обязательно.

По известным формулам можно определить площадь пожара и время полного задымления помещения. Так при объеме помещения 1800 м3 (Нпом=3 м) и распространении кругового пожара со скоростью 0,8 м/мин (Sп=2,5 м2) оно будет полностью задымлено уже через 6,5 мин. На пожарах в помещениях концентрация окиси углерода в дыме может превышать предельную допустимую дозу для человека, что требует защиты органов дыхания пожарных при проведении спасательных работ и тушении пожара

Одной из самых важных и сложных задач подразделений пожарной охраны является отыскание и спасение людей находящихся в задымленном помещении в минимально короткое время.

Вероятность обнаружения человека в задымленном помещении к заданному времени можно определить по формуле:

(4.17)

где:

U – производительность поиска (время одновременного нахождения на площади Sр звена ГДЗС и отыскиваемого человека), мин.

Если в процессе поиска человека пересекает площадь поиска Sр, то время поиска определяется по формуле

355

Противопожарная защита и тушение пожаров. Промышленные здания и сооружения

(4.18)

где:

Lр и Bр – длина и ширина площади поиска соответственно.

Производительность поиска можно определить по выражению

где:

Вр – эффективная ширина полосы обследования звена ГДЗС при поиске, которая равна

где:

Nзв – число звеньев ГДЗС;

Dн – расстояние между звеньями ГДЗС при поиске; м; Доб – ожидаемая дальность обнаружения, м;

Vзв – скорость движения звена ГДЗС, м/мин;

Pнук – вероятность нахождения человека из площади поиска (Sр), которая определяется по формуле

где:

Рвых – вероятность выхода человека из площади поиска; Рпр – вероятность прохода человека через просматриваемую полосу, когда он

будет замечен.

356

Глава IV. Теоретические основы тушения пожаров в промышленных зданиях и сооружениях

(4.24)

где:

Е – средняя ошибка в месте прохождения человека через просматриваемую звеном ГДЗС полосу;

Ф – приведенная функция Лапласа, которая определяется по таблице [4]. Вероятность контакта с человеком, попавшим в зону наблюдения звена ГДЗС

будет;

(4.25)

где:

С – сектор обследования звена ГДЗС (угол осмотра); τоб – время обследования площади, если человек не движется (находится на

одном месте)

Пример: Nзв=3; Lр=20 м; Bр=30 м; υо=4 м/мин; υзв=8 м/мин; dн=4 м; Доб=1,5; Дук=10 м; Е= 1 м; С= 90°; τ.

Рпр = 0,5 P=arcsin 4/8=30°.

Вр=(3-1) 4+2·1,5= 11 м

Так как Дук=10 м меньше Вр=11 м, тогда

Рнук=(1-0,53)·(1-0,5) = 0,24 U=30·8·0,24·0,895=51,55 м2/мин. τп= (20+30)·(2·4)=4,5 мин.

мин.

357

Противопожарная защита и тушение пожаров. Промышленные здания и сооружения

ТУШЕНИЕ ПОЖАРОВ НА ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

В зависимости от вида сырья и выпускаемой продукции деревообрабатывающие производства объединяют в группы: лесопильное, клеено-слоистой древесины и древесного слоистого пластика, столярно-мебельное и обработки отходов и неделовой древесины.

Современное деревообрабатывающее предприятие с комплексной переработкой сырья и отходов в соответствии со стадиями технологического процесса имеет несколько цехов. Основные цехи:

–лесопильные;

–раскройные (заготовительные);

–сушильные;

–машинные (или станочные);

–сборочные;

–отделочные.

На некоторых предприятиях могут быть и другие цехи:

–фанерный;

–древесно-стружечный;

–древесноволокнистых плит и др.

Основные и вспомогательные цехи деревообрабатывающих производств и склады размещают преимущественно в одно- и двухэтажных зданиях различной степени огнестойкости.

Высота одноэтажных производственных цехов и закрытых складов с краном 15 м, в многоэтажных зданиях высота этажа 4,8...6 м. Цехи деревообрабатывающих производств имеют разветвленную сеть вентиляционных и пылеулавливающих установок, по которым в случае возникновении пожара быстро распространяется огонь. В сборочных и отделочных цехах пожарная опасность увеличивается из-за наличия клееварок, в отделочном — применения в качестве растворителей лаков и красок легковоспламеняющихся жидкостей (ацетона, бензола, метанола и др.), в сушильном — нагревательных приборов.

На современных мебельно-сборочных комбинатах применяют в значительных объемах новые материалы: пленки на основе пропитанных смолами бумаг, бумажно-слоистые пластики, полимерные пленки, пластмассы, ударопрочный полистирол, полиэтилен высокой плотности, полипропилен, пенополистирол, пенополиуретан и др. Многие из этих материалов хорошо горят, при горении выделяют токсичные продукты, что усложняет обстановку на пожаре.

Водоснабжение таких предприятий – хозяйственно-противопожарный водопровод, в цехах – пожарные краны, спринклерные и дренчерные системы. Кроме того, для тушения пожаров используют производственные бассейны, пожарные

358

Глава IV. Теоретические основы тушения пожаров в промышленных зданиях и сооружениях

водоемы и естественные водоисточники, вблизи которых размещают деревообрабатывающие предприятия.

Скорость выгорания древесины в цехах 25...60 кг/ кг/м2·ч, фанеры 45...80 кг/м2·ч. Линейная скорость распространения огня, установленная по описаниям пожара, в сгораемых лесопильных цехах и сушилках в среднем 2...2,5 м/мин, максимальные скорости достигают 5 м/мин и более. В лесопильных цехах III степени огнестойкости средняя линейная скорость 1...1,5 м/мин, максимальная – до 3 м/мин; в сушильно-заготовителытых цехах средняя скорость 1,3 м/мин, в цехах по производству фанеры — 0,8...1,5 м/мин, в остальных цехах и отделениях – 1 м/мин.

Благодаря наличию большого количества сгораемого материала горение протекает интенсивно. Огонь быстро распространяется по деревянным строениям, связанным галереями и транспортерами, вентиляционными установками, а также по готовой продукции (доски, бревна) и производственным отходам (щепа, стружки, опилки). Продукты горения быстро заполняют объем помещения, проникают в вытяжную вентиляционную систему и в другие помещения. В распиловочных отделениях, кроме того, пожар может распространиться в подвальное помещение под пилорамой, где скапливаются опилки.

При наружных пожарах (особенно сгораемых строений) всегда имеется угроза распространения огня на соседние цехи и другие объекты из-за большой зоны теплового излучения.

В ходе разведки пожара кроме общих вопросов выясняют необходимость эвакуации полуфабрикатов и готовых изделий, осматривают не только горящие, но и смежные помещения, эстакады и галереи, проверяют всю вентиляционную систему, циклоны и сборные бункера. При помощи персонала цехов останавливают работу станков, вентиляции и отключают силовые установки, находящиеся под током. Для этого привлекают обслуживающий персонал цеха.

Из-за быстрого распространения пожара по материалам, отходам, строительным конструкциям одно из главных действий пожарных - немедленная установка пожарных автомобилей на ближайшие водоисточники и подача лафетных стволов, а также стволов РС-70 (в том числе, со свернутыми насадками) на путях распространения пожара, чтобы с требуемой интенсивностью 0,1…0,25 л/с·м2. При недостаточной интенсивности подачи воды огонь быстро распространится на негорящую часть помещения.

Из практики тушения пожаров известно, что наиболее часто пожары возникают в лесопильных цехах, которые связаны с другими сооружениями эстакадами и галереями, представляющими собой пути распространения огня на сортировочные площадки, в накопители отходов, котельные установки и т.д. В таких случаях РТП обязан обеспечить подачу стволов, чтобы не допустить распространения огня по эстакадам и галереям, а затем, по мере наращивания сил — в основной очаг горения, а также на крыши соседних зданий для предотвращения образо-

359

Противопожарная защита и тушение пожаров. Промышленные здания и сооружения

вания новых очагов от разлетающихся горящих головней и искр, а при сильном ветре этот фактор становится основным.

Вмебельных, фанерных, тарных и столярно-строительных цехах огонь быстро распространяется по заготовкам, отходам, древесной пыли на стенах и перекрытиях, а также по системе пневмотранспорта. Немедленное введение стволов на путях распространения огня, защиту соседних строений и технологического оборудования, несущих строительных конструкций, а также отключение пневмотранспорта – основное условие успешного тушения пожара в этих цехах.

Для тушения небольших пожаров и защиты соседних объектов от действия лучистой теплоты применяют стволы-распылители.

Вподвальном помещении под пилорамой в сушильных отделениях, отделочных и сборочных цехах используют генераторы воздушно-механической пены средней кратности, особенно в помещениях, где имеются синтетические и другие материалы.

Боевые участки создают снаружи здания в подвале, на покрытии, со стороны эстакад и галерей и т.д. РТП организует непрерывное наблюдение за развитием пожара и ходом его тушения, а также резерв сил и средств, находящийся в постоянной боевой готовности.

ТУШЕНИЕ ПОЖАРОВ НА ТЕКСТИЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

Текстильные предприятия имеют значительное число разнообразных производств, основные из которых: прядильное, ткацкое, отделочное, трикотажное и швейное. Сгораемый материал в них — в основном хлопок и лен, а также большое количество химических волокон капрона, лавсана, нитрона, ацетатного, штапельного, вискозного волокна и др.

Предприятия размещают в одноэтажных и многоэтажных зданиях. Помещения цехов занимают значительные площади. На старых фабриках они достигают 4 тыс. м2, на современных комбинатах - 70...120 тыс. м2. Многие новые предприятия размещены в бесфонарных зданиях. Такие здания проектируют, как правило, каркасного типа. Колонны сборные, железобетонные, стены — из самонесущих или навесных панелей, совмещенные покрытия — из железобетонных настилов (плит) по железобетонным фермам.

В бесфонарных зданиях устраивают подвесные потолки из легких материалов (алюминия, асбестоцемента и др.), предел огнестойкости которых не нормируется.

За подвесным потолком, подвешенным к нижнему поясу ферм, прокладывают вентиляционные воздуховоды, водопроводные и отопительные трубопроводы, электрические силовые и осветительные кабели. Расстояние от нижнего пояса ферм до подвесного потолка от нескольких десятков сантиметров до 2-3 м. Легкие

360