Как рассчитать площадь пожара

Расчет параметров пожара до момента введения сил и средств первым подразделением

Прогнозирование возможной оперативно-тактической обстановки на пожаре и расчет параметров развития и тушения пожара осуществляется до выполнения условий локализации по известным формулам и зависимостям. Для прогнозирования и оценки возможной оперативно-тактической обстановки на пожаре необходимо определить: площадь пожара, площадь тушения, требуемый расход огнетушащих веществ, количество стволов, личного состава и пожарной техники для ограничения распространения пожара, обеспеченность огнетушащими веществами, возможности противопожарного водоснабжения.

Расчёт параметров пожара в данном разделе проводится на следующие моменты времени:

— На момент сообщения в пожарную охрану.

— На момент прибытия первого подразделения.

— На момент введения сил и средств первого подразделения.

— На момент введения сил и средств подразделений, работающих по повышенному номеру вызова и до момента локализации пожара.

1). Определение параметров пожара на момент сообщения в пожарную охрану.

Процесс развития пожара характеризуется следующими геометрическими и физическими параметрами:

— путь, пройденный огнем, L, (м);

— площадь пожара, S_п, (м 2 );

— скорость роста площади пожара, V_s, (м 2 /мин.);

— скорость роста периметра пожара,V_р,. (м/мин.);

— скорость роста фронта пожара, V_ф, (м/мин.).

Данные параметры не постоянны и изменяются в пространстве и времени. Изменение пожара от начала его возникновения до полной ликвидации горения называется развитием пожара.

Линейная скорость распространения горения представляет собой физическую величину, характеризуемую поступательным движением фронта пламени в данном направлении в единицу времени (м/с). Она зависит от вида и природы горючих веществ и материалов, от начальной температуры, способности горючего к воспламенению, интенсивности газообмена на пожаре, плотности теплового потока на поверхности веществ и материалов и других факторов.

Линейная скорость распространения горения задается руководителем проекта или определяется по таблице (приложение 21). При определении размеров возможного пожара линейную скорость распространения горения в первые 10 минут от начала возникновения пожара необходимо принимать половинной от табличного значения (0,5Vл). После 10 минут и до момента введения средств тушения в зону горения первым подразделением, прибывшим на пожар, линейная скорость при расчете берется равной табличной (Vл), а с момента введения первых средств тушения (воды, ВМП, ОПС и т.д.) до момента локализации пожара она вновь принимается половинной от табличного значения (0,5Vл).

1.1). Определение пути, пройденного огнём.

Путь, пройденный огнём, определяется по формуле в зависимости от времени до сообщения о пожаре на ЦУС (t_д.с.), которое указано в задании на курсовой проект или выбирается самостоятельно (для слушателей). В практических расчётах время до сообщения о пожаре принимается вдневное время 5-8, в ночное 8-12 мин или выбирается руководителем.

Путь, пройденный огнем, от места возникновения пожара является изменяющейся величиной, зависит от линейной скорости распространения горения и периода распространения горения. В зависимости от времени, путь, пройденный огнем, можно определить по одной из формул:

1.2). Определение формы площади пожара.

В зависимости от места возникновения пожара, геометрических размеров помещения или здания, наличия противопожарных преград, пути, пройденного огнём, площадь пожара может приобретать различные формы: круговую, угловую, прямоугольную. Деление форм площади пожара на три вида является условным и применяется для упрощения практических расчётов.

На вычерченном плане этажа (участка, цеха, здания), где произошел условный пожар, наносится длина пути распространения горения [L] на заданный момент времени (в масштабе), определяется и условно графически обозначается форма площади пожара. В данном пункте записывается форма площади пожара.

1.3). Определение площади пожара.

Площадь пожара – это площадь проекции поверхности горения твёрдых и жидких веществ и материалов на поверхность земли или пола помещения.

КРУГОВАЯ форма площади пожара встречается при возникновении горения в геометрическом центре помещения или в глубине большого участка с пожарной нагрузкой, если скорость его распространения во всех направлениях при безветренной погоде приблизительно одинакова,

а) при круговом развитии и времени распространения горения до 10 минут включительно:

при £ 10 мин., S_п =p L 2 = p (0,5× ×t₁) 2 ×,[м 2 ]

УГЛОВАЯ форма характерна для пожара, который возникает на границе большого участка с пожарной нагрузкой и распространяется внутри сектора. Она может иметь место на тех же объектах, что и круговая. Максимальный угол сектора зависит от геометрической конфигурации участка с пожарной нагрузкой и от места возникновения горения. Чаще всего эта форма встречается на участках с углом 90 и 180 градусов.

б) при угловом распространении горения формулы имеют вид:

при £ 10 мин., S_П= 0,25×p× L 2 = 0,25×p×(0,5× ×t_св) 2 ; [м 2 ].

при > 10 мин., S_П = 0,25×p×(5× + ×t₂) 2 ; [м 2 ].

при £ 10 мин., S_П = 0,5×p×(0,5× ×t_св) 2 ;[м 2 ].

при > 10 мин., S_П = 0,5×p×(5× + ×t₂) 2 ;[м 2 ].

ПРЯМОУГОЛЬНАЯ форма площади пожара встречается, когда горение возникает на границе или в глубине длинного участка с пожарной нагрузкой (длинные здания любого назначения и другие участки с пожарной нагрузкой небольшой ширины) и распространяется в одном или нескольких направлениях: по ветру – с большей, против ветра – с меньшей, а при относительно безветренной погоде примерно с одинаковой линейной скоростью. Пожары в зданиях с небольшими помещениями имеют прямоугольную форму.

в) при прямоугольной форме развития пожара:

при > 10 мин., S_П = n×a×(5× + ×t₂), [м 2 ],

где:a – ширина помещения (здания), [м];

n – число сторон распространения горения (чаще всего «n» равно единице или двум).

В процессе развития пожара его форма может изменяться. Так, начальная круговая или угловая форма площади пожара через определенный промежуток времени (по достижении горения ограждающих конструкций) перейдет в прямоугольную:

— из круговой и угловой 180 0 перейдет в прямоугольную, при условии:

— из угловой 90 гр.: L ³ a.

В итоге, если пожар будет и дальше распространяться, он примет форму данного геометрического участка. При прямоугольной форме помещения (здания) площадь пожара в данном случае будет равна площади этого помещения (здания):

S_п = а b, [м 2 ],

где: b – длина помещения (здания), [м].

При горении нефти и нефтепродуктов в резервуарах форма площади пожара соответствует правильной геометрической фигуре емкости (кругу или прямоугольнику), а при разлитой жидкости – ее площади.

Форма площади развивающегося пожара является основой для определения расчётной схемы, направлений сосредоточения и введения сил и средств тушения, а также потребного их количества для осуществления основных действий.

При распространении горения в смежные помещения (рис.3.1)

и т.д. в зависимости от формы развития пожара в помещениях.

Рис.3 1 Схемы возможных форм распространения пожара:

1.4). Определение периметра пожара.

Периметр пожара (Р_п) – это длина внешней границы площади пожара. Данная величина имеет важное значение для оценки обстановки на пожарах, развившихся до крупных размеров, когда сил и средств для тушения по всей площади в данный момент времени недостаточно. Периметр пожара определяется по формуле, в зависимости от формы площади пожара:

— круговая: Р_п = 2p L, [м];

— прямоугольная с дальнейшим распространением пожара:

— прямоугольная без распространения пожара:

1.5). Определение фронта пожара.

Фронт пожара (Ф_п) – часть периметра пожара, в направлении которой происходит распространение горения. Данный параметр имеет особое значение для оценки обстановки на пожаре, определения решающего направления боевых действий и расчета сил и средств на тушение любого пожара. Фронт пожара определяется по формулам:

— при круговой форме пожара:

— при угловой 180 0 форме пожара:

— при угловой 90 0 форме пожара:

Ф_п = (p L)/2, [м];

— при прямоугольной форме с дальнейшим распространением пожара:

— при прямоугольной форме без распространения пожара:

1.6). Определение скорости роста площади пожара.

Скорость роста площади пожара (V_s) определяется по формуле:

V_s = , [м 2 /мин.],

1.7).Определение скорости роста периметра пожара.

Скорость роста периметра пожара (V_р) определяется по формуле:

V_р = , [м/мин.] – при круговой и угловой форме площади пожара;

V_р = , [м/мин.] – для прямоугольной формы площади пожара;

1.8).Определение скорости роста фронта пожара.

Скорость роста фронта пожара (V_ф) определяется по формуле:

V_{ф =} , [м/мин.].

2).Определение параметров пожара на момент прибытия первого подразделения.

2.1).Определение времени прибытия первого подразделения.

t_сб.=1 мин. – время сбора личного состава по тревоге;

t_сл.= , [мин.],

L – длина пути следования подразделения от пожарного депо до места пожара, [км];

V_сл. — средняя скорость движения пожарных автомобилей, [км/ч] (при расчетах можно принимать: на широких улицах с твердым покрытием 60 км/ч, а на сложных участках, при интенсивном движении и грунтовых дорогах 25 км/ч).

2.2). Определение пути, пройденного огнём.

Путь, пройденный огнём на момент прибытия первого подразделения, определяется по формуле:

3. Оценка пожарных подразделений по определению времени развертывания сил и средств подразделениями пожарной охраны

Номер варианта соответствует последней цифре номера зачетной книжки слушателя и берется из таблицы № 1 данных методических указаний.

На пожаре идет борьба за выигрыш времени, т.е. чем раньше мы приступим к тушению, тем успешнее ликвидируем пожар и с меньшим ущербом. Продолжительность боевого развертывания является функцией множества различных постоянных и переменных факторов, что обуславливает трудность разработки его аналитических зависимостей.

В общем виде продолжительность развертывания сил и средств можно описать моделью:

где: N_л.с — численность пожарного расчета;

N_a, P — количество используемого пожарно-технического вооружения и его масса соответственно;

L — длина рукавной линии;

М — участок, местности, где проводится боевое развертывание;

t° — температура окружающей среды;

h _c — глубина снега;

α — угол уклона местности;

П — вид пожарного автомобиля;

N_э, h_э — количество и высота этажа соответственно;

Y — условия боевого развертывания (задымленность);

О — обученность личного состава;

ε — случайная компонента, учитывающая влияние неучтенных факторов.

Как показывает практика и подтверждают эксперименты, основное влияние на продолжительность развертывания сил и средств оказывают влияние количество пожарных, проводящих его, количество и масса используемого пожарно-технического вооружения (ПТВ) и расстояние, на которое оно перемещается.

Это позволяет сделать некоторые упрощения математической модели для определения времени развертывания.

С учетом вышесказанного, ниже представлены формулы для определения времени развертывания сил и средств в дневное летнее время на горизонтальном асфальтированном участке местности и в этажи зданий.

Развертывание сил и средств может производиться как с установкой на водоисточник, так и без установки, как с возвратом пожарных к пожарному автомобилю за недостающим пожарно-техническим вооружением, так и без него. Пожарные могут работать как без защиты органов дыхания, так и с защитой их индивидуальными средствами.

В случае проведения развертывания одновременно на горизонтальном участке местности и в этажи здания может быть два варианта:

— развертывание сил и средств по горизонтали и в этажи здания выполняет один и тот же личный состав. В этом случае общее время развертывания будет равно сумме времени развертывания по горизонтали и в этажах здания;

— развертывание сил и средств по горизонтали и в этажи здания выполняют различные расчеты, в этом случае общее время развертывания принимается по максимальному времени одной из групп.

Формула для определения времени (с) развертывания сил и средств на участке местности имеет вид:

Развертывание сил и средств в этажах зданий и на высоту осуществляется различными способами, основные из них: подъем напорной рукавной линии с помощью спасательной веревки; опускание напорных пожарных рукавов, поднятых на требуемую высоту пожарными; прокладка напорных рукавных линий по маршам лестничной клетки и пожарным лестницам. При этом основное влияние на время боевого развертывания в этажи зданий будет оказывать высота подъема и количество пожарных, участвующих в нем.

Время развертывания в этажах здания (от лестничной площадки первого этажа до лестничной площадки установки пожарно-технического вооружения) определяется следующими формулами:

при подъеме напорной рукавной линии с помощью спасательной веревки:

при прокладке напорной рукавной линии опусканием рукавов вниз:

при прокладке напорной рукавной линии по маршам лестничной клетки:

где: τ_в — среднее время установки пожарного автомобиля на водоисточник, с;

β_1, β₂— коэффициенты, учитывающие долю расстояния, преодолеваемую пожарными без ПТВ и с ПТВ соответственно;

β₃— коэффициент, учитывающий влияние массы пожарно-технического вооружения;

h_э — высота этажа, м;

А — коэффициент, учитывающий сколько раз в среднем пожарный преодолевает расстояние от пожарного автомобиля до позиции ствола;

К — коэффициент, учитывающий влияние неучтенных факторов;

L — длина рукавной линии, м;

N_э — количество этажей.

Коэффициент, учитывающий влияние массы пожарно-технического вооружения на время развертывания сил и средств, определяется по табл. 4.1.

Время установки пожарного автомобиля на водоисточник определяется по табл. 4.2 в зависимости от вида водоисточника и численности пожарного расчета (время установки учитывается только в том случае, когда установку пожарного автомобиля на водоисточник и прокладку рукавных линий производит один и тот же личный состав).

Время установки пожарного автомобиля на водоисточник (τ_в), с

Масса пожарно-технического вооружения определяется по табл. 4.4.

Коэффициенты, учитывающие долю расстояния, преодолеваемую пожарным без пожарно-технического вооружения и с пожарно-техническим вооружением, определяются по формулам:

Коэффициент А, учитывающий сколько раз в среднем пожарный преодолевает расстояние от пожарного автомобиля до позиции ствола, зависит от расстояния и количества участвующих в развертывании пожарных.

Математические зависимости для определения коэффициента А имеют следующий вид:

при перемещении пожарных без защиты органов дыхания:

при перемещении пожарных с использованием индивидуальных средств защиты органов дыхания:

где: 1_ЗВ — возможность одного звена газодымозащитников по прокладке напорных пожарных рукавов, м (табл. 4.3);

N_зв — количество звеньев газодымозащитников, производящих развертывание, шт;

N_л.с — численность пожарного расчета, чел.

При получении А 3 =l,5k_p (4.11)

В том случае, когда пожарные перемещаются, не производя работ по боевому развертыванию, это время принимается равным продолжительности передвижения и определяется по формулам, представленным в табл. 4.11

Расчет времени развертывания сил и средств подразделениями пожарной охраны рассмотрим на примерах:

Пример 1.Отделение из трех пожарных на АЦ в ночное время, при лунном освещении, вручную, без защиты органов дыхания устанавливает автомобиль на гидрант и по горизонтальному, покрытому 25см слоем снега, участку местности прокладывает магистральную линию на расстояние 260 м из прорезиненных рукавов диаметром 77 мм.

Требуется определить время развертывания.

1. По формуле 4.6 определяем значение коэффициента А

2. По формуле 4.5 определяем значение коэффициентов β₂ β₁, a по табл. 4.1 значение β₃:

β₃ = 1,47, так как масса 2-х напорных прорезиненных рукавов диаметром 77 мм составляет 34 кг (см. табл. 4.4).

3.По табл. 4.1 определяем время установки пожарного автомобиля на гидрант: τ_в = 23 с.

4.По табл.4.10 определяем коэффициент, учитывающий влияние снежного покрова участка местности на время развертывания:

5. По табл. 4.8 определяем коэффициент, учитывающий влияние ночного времени и лунного освещения на время развертывания:

6. По формуле 4.8 определяем коэффициент, учитывающий влияние всех переменных факторов:

7. По формуле 4.1 определяем время развертывания:

τ₆._p = К(0,32 • А • L • (β₁+ β₂ • β₃) + τ_в) = 2,2 • (0,32 • 1,65 • 260 •(0,2+ 0,8 • 1,47) + 23) = 465 с = 7,8 мин.

2. Определить оптимальное время развертывания.

Решение: 1) Выбираем схему насосно-рукавной системы:

2) Определяем количество рукавов в магистральной линии:

Nм = К_м • L/lp = 1,2 • 300/20 = 18 рукавов.

3) Определяем продолжительность развертывания на горизонтальном участке местности:

τ_б.р.= К • (0,32 • А • L_м • (β₁+ β₂ • β₃) + τ_в) = 3,88 • (0,32 • 2,44 • 360 • (0,30 + 0,70 • 1,47) + 18) = 1800 с = 30 мин

4) Определяем значение коэффициента А, учитывающего, сколько раз в среднем пожарный преодолевает расстояние L:

5) Определяем значения коэффициентов β₁и β₂, учитывающих долю расстояния, преодолеваемую пожарными без ПТВ и с ПТВ:

6) Определяем значение коэффициента β₃, учитывающего влияние массы ПТВ: β₁ = 1,47.

7) Определяем τ_в время установки пожарного автомобиля на водоисточник: τ_в = 18с.

8) Определяем значение коэффициента К_с, учитывающего влияние снежного покрова: К_с = 2,2.

9)Определяем значение коэффициента К_н, учитывающего влияние времени суток (ночь без освещения): К_н = 1,6.

10) Определяем значение коэффициента К_в, учитывающего влияние возраста пожарных: К_в = 1,1.

11) Определяем значение коэффициента К, учитывающего влияние всех учтенных переменных факторов на время развертывания:

12) Определяем продолжительность развертывания в здании путем подъема напорных рукавов с помощью спасательной веревки:

13) Определяем значение коэффициента β₃, учитывающего влияние массы ПТВ: β₃ = 1,37.

14) Определяем значение коэффициента, учитывающего влияние всех учтенных переменных факторов:

15) Определяем продолжительность развертывания в здании и путем опускания напорной линии вниз:

16) Определяем количество рукавов в рабочей линии при прокладке ее по маршам лестничной клетки:

20) Определяем отношение L_р/ N_л.с : L_р/ N_л.с = 100/3 = 33 о СДо 25Кt1,01,11,21,31,41,45

Коэффициент, учитывающий влияние возраста, К_в

При выполнении группового упражнения К_в принимается для среднего возраста пожарных, выполняющих его.

Коэффициент, учитывающий время суток, К_н

Коэффициент, учитывающий покрытие участка местности, К_м

Коэффициент, учитывающий влияние снежного покрова, Кс

Математические зависимости для определения продолжительности передвижения пожарных в различных условиях без средств защиты, с

Где: L – расстояние передвижения, м

Р – масса переносимого ПТВ, кг;

Н – высота подъёма (спуска) в этажах здания, м

Время преодоления 1 м (днём, летом, возраст до 30 лет) без СИЗОД, с

· Переноска рукавного разветвления или одного всасывающего рукава приравнивается к одному рукаву диаметром 51 мм, переноска пожарной колонки – к двум рукавам диаметром 51 мм, переноска лафетного ствола – к двум рукавам диаметром 77 мм.

· Время движения воды принимать 5 с на каждый рукав одной магистральной и одной рабочей линии.

Время открепления и снятия ПТВ, с

Время выполнения операций с пожарно – техническим вооружением, с

Источник