Пример

расчета динамики развития опасных факторов пожара

1 Расчет динамики развития опасных факторов пожара. 1

1.2 Исходные данные для расчета динамики ОФП.. 5

1.3 Расчет динамики опасных факторов пожара торговом зале. 5

1 Расчет динамики развития опасных факторов пожара

1.1 Метод расчета

Расчеты динамики опасных факторов пожара (ОФП) производятся по интегральной модели, позволяющей определить среднеобъемные показатели состояния газовой среды помещений в соответствии с прил. 2 ГОСТ 12.1.004-91* [1].

Необходимое время эвакуации людей из помещения (t_нб) определяется в зависимости от времени достижения опасными факторами пожара своих критических значений для наиболее опасного варианта развития пожара, характеризующегося наибольшим темпом нарастания ОФП в рассматриваемом помещении.

Критическая продолжительность пожара t_кр, с, рассчитывается по условию достижения каждым из ОФП предельно допустимых значений в зоне пребывания людей (рабочей зоне):

по повышенной температуре:

по потере видимости:

по пониженному содержанию кислорода:

по каждому из токсичных газообразных продуктов горения:

где В - размерный комплекс, зависящий от теплоты сгорания материала и свободного объема помещения, кг;

t_o - начальная температура воздуха в помещении, °С;

n - показатель степени, учитывающий изменение массы выгорающего материала во времени;

А - размерный параметр, учитывающий удельную массовую скорость выгорания горючего материала и площадь пожара, кг·с^-2;

Z - безразмерный параметр, учитывающий неравномерность распределения ОФП по высоте помещения;

Q - низшая теплота сгорания материала, кДж/кг;

С_р- удельная изобарная теплоемкость газа кДж/(кг∙К);

φ - коэффициент теплопотерь;

n - коэффициент полноты горения;

V - свободный объем помещения, м³;

α - коэффициент отражения предметов на путях эвакуации;

Е - начальная освещенность, лк;

l_пр - предельная дальность видимости в дыму, м;

D_m - дымообразующая способность горящего материала, Нп∙м²/кг;

L - удельный выход токсичных газов при сгорании 1 кг материала, кг/кг;

Х - предельно допустимое содержание токсичного газа в помещении, кг/м³ (X_CO₂ = 0,11 кг/м³, X_CO = 1,16 ^. 10^-3 кг/м³, X_HCI = 23 ^. 10^-6 кг/м³);

L_О2 - удельный расход кислорода, кг/кг.

Размерный комплекс В, зависящий от теплоты сгорания материала и свободного объема помещения, кг, определяется из следующего соотношения:

Параметр Z рассчитывается по формуле:

где h – высота рабочей зоны, м. Определяется из выражения:

где h_пл– высота площадки, на которой находятся люди, над полом помещения, м;

d - разность высот пола, равная нулю при горизонтальном его расположении, м.

Параметры A и n для случая кругового распространения пожара рассчитываются следующим образом

, при n = 3,

где y_F – удельная скорость выгорания горючих материалов, кг ^.м^-2 ^. с^-1;

n – линейная скорость распространения, м ^. с^-1.

Из полученных в результате расчетов значений критической продолжительности пожара выбирается минимальное:

Необходимое время эвакуации людей t_нб, мин, из рассматриваемого помещения рассчитывается по формуле

1.2 Исходные данные для расчета динамики ОФП

В расчетах использованы следующие параметры:

геометрические параметры помещений (ширина, длина, высота) принимаются в соответствии с предоставленным заказчиком планом помещений и проведенным обследованием помещений. Основная пожарная нагрузка представлена упаковкой.

объем пожарной нагрузки в основном объеме рассматриваемых помещений принимается равным 20 % от общего объема помещения;

t₀ = 20 ⁰C – начальная температура воздуха в помещении;

n = 3 – показатель степени, учитывающий изменение массы выгорающего материала во времени;

C_p = 1,068 КДж/(кг ^.К) – удельная изобарная теплоемкость газа;

j = 0,7 – коэффициент теплопотерь;

h = 0,95 – коэффициент полноты горения;

a = 0,3 – коэффициент отражения (альбедо) предметов на путях эвакуации;

E = 50 лк – начальная освещенность;

l_пр = 20 м – предельная дальность видимости в дыму;

X – предельно допустимое содержание токсичного газа в помещении, кг/м³ (X_CO₂ = 0,11 кг/м³, X_CO = 1,16 ^. 10^-3 кг/м³, X_HCI = 23 ^. 10^-6 кг/м³);

1.3 Расчет динамики опасных факторов пожара торговом зале.

Для проведения расчета динамики ОФП рассматривается возгорание в торговом зале. За расчетный вариант возникновения и развития пожара принимается возгорание упаковки, которая имеет следующие характеристики:

Q_н = 23540 кДж/кг, - низшая теплота сгорания материала;

y_F = 0,0132 кг ^.м^-2 ^. с^-1, - удельная скорость выгорания горючих материалов;

n = 0,004 м ^. с^-1, - линейная скорость распространения;

D_м = 172 Н_п^.м²/кг, - дымообразующая способность;

L_CO₂ = 0,679 кг/кг, - удельный выход токсичных газов при сгорании 1 кг материала;

L_CO = 0,112 кг/кг, - удельный выход токсичных газов при сгорании 1 кг материала;

L_HCL = 0,0037 кг/кг, - удельный выход токсичных газов при сгорании 1 кг материала;

L_О2 = 1,7 кг/кг, - удельный расход кислорода.

Определим необходимое временя эвакуации из торгового зала по методики изложенной в п. 2.1.

Площадь помещения составляет 633,0 м², высота помещения до подвесного потолка – 2,7 м.

Общий объем рассматриваемого помещения составляет V_общ. = 1709м³. Свободный объем помещения определяется исходя из начального условия, в соответствии с которым объем мебели, оборудования и т.п. составляет 20 % от общего объема помещения:

Размерный комплекс B будет равен:

Параметр Z будет равен:

Для кругового распространения пламени по поверхности равномерно распределенного в горизонтальной плоскости горючего материала параметр А равен:

Исходя из приведенных соотношений, время достижения опасными факторами пожара своих критических значений составит:

по повышенной температуре:

по потере видимости:

по пониженному содержанию кислорода:

по содержанию СО₂ в продуктах горения:

Поскольку под знаком логарифма получается отрицательное число, диоксид углерода в данном случае не представляет для человека опасности и в расчет не берется.

по содержанию СО в продуктах горения: