Определение необходимого времени эвакуации людей из подвального этажа здания
Расчет необходимого времени эвакуации людей производится для случаев горения пожарной нагрузки, характерной для торговых помещений магазинов по продаже одежды. Объект располагается в г. Минске.
Свободный объем помещения V соответствует разности между геометрическим объемом и объемом оборудования и предметов, находящихся внутри и принимается равным 80% геометрического объема:
| \[V=0,8\times V_{пом(эт)}=0,8\times100,24\times2,55=204,48\;м^3\] | (1) |
где Н = 2,55 м – высота помещений, S = 100,24 м2 – площадь помещений на отметке -2.900.
Параметр Z, учитывающий неравномерность распределения ОФП по высоте помещения на этаже, определяется по формуле:
| \[Z=\frac hH\times exp\left(1,4\times\frac hH\right)=\frac{1,7}{2,55}\times exp\left(1,4\times\frac{1,7}{2,55}\right)=1,69\] | (2) |
где h = 1,7 м – высота рабочей зоны, Н = 2,55 м – высота помещений.
Дальнейший расчет производится на основании базы данных типовой горючей нагрузки, приведенной в [1]. Размерный параметр А, учитывающий удельную массовую скорость выгорания материала и площадь пожара, определяется по формуле:
| \[A=1,05\times\psi_F\times v^2=1,05\times0,0244\times0,0071^2=12,915\times10^{-7}\;\frac{кг}{с^3}\] | (3) |
где ψF=0,0244 кг/(м2·сек) - скорость выгорания, ν = 0,0071 м/сек - линейная скорость распространения пламени.
Размерный комплекс В определяется по формуле:
| \[B=\frac{353\times C_p\times V}{\left(1-\phi\right)\times\eta\times Q}=\frac{353\times0,001185\times204,48}{\left(1-0,25\right)\times0,97\times16,7}=7,04\;кг\] | (4) |
где V = 204,48 м3 – свободный объем помещения этажа; φ = 0,25 – коэффициент теплопотерь; Q = 16,7 Мдж·кг-1- низшая теплота сгорания; η = 0,97 - коэффициент полноты сгорания; Ср = 0,001185 МДж/кг – удельная изобарная теплоемкость воздуха при температуре 500ºС.
Критическая продолжительность пожара по повышенной температуре определяется по формуле:
| \[{t^Т}_{кр}=\left\{\frac BA\ln\left[1+\frac{70-t_0}{\left(273+t_0\right)\times Z}\right]\right\}^\frac1n=\left\{\frac{7,04}{0,0000012915}\ln\left[1+\frac{70-35}{\left(273+35\right)\times1,69}\right]\right\}^\frac13=70,78\;c\] | (5) |
где n = 3 – показатель степени, учитывающий изменение массы выгорающего материала во времени для кругового развития пожара.
Критическая продолжительность пожара по потере видимости определяется по формуле:
| \[{t^{ПВ}}_{кр}=\left\{\frac BA\ln\left[1-\frac{V\times\ln\;\left(1,05\times\alpha\times E\right)}{l_{пр}\times B\times Dm\times Z}\right]^{-1}\right\}^\frac1n=\left\{\frac{7,04}{0,0000012915}\ln\left[1-\frac{204,48\times\ln\;\left(1,05\times0,3\times50\right)}{20\times7,04\times60,6\times1,69}\right]^{-1}\right\}^\frac13=60,12\;c\] | (6) |
где Е = 50 лк – начальная освещенность, α = 0,3 – коэффициент отражения предметов на путях эвакуации, Dm= 60,6 Нп·м2/кг – дымообразующая способность вещества, lпр = 20 м – предельная видимость в дыму.
Критическая продолжительность пожара по пониженному содержанию кислорода определяется по формуле:
| \[{t^О}_{кр}=\left\{\frac BA\ln\left[1-\frac{0,044}{\left({\displaystyle\frac{B\times L_{O_2}}V}+0,27\right)\times Z}\right]^{-1}\right\}^\frac1n=\left\{\frac{7,04}{0,0000012915}\ln\left[1-\frac{0,044}{\left(\frac{7,04\times2,56}{204,48}+0,27\right)\times1,69}\right]^{-1}\right\}^\frac13=74,37\;c\] | (7) |
где LО2 = 2,56 кг/кг - удельный расход кислорода.
Критическая продолжительность пожара по газообразному токсичному продукту (СО) определяется по формуле:
| \[{t^{СО}}_{кр}=\left\{\frac BA\ln\left[1-\frac{V\times X}{B\times L\times Z}\right]^{-1}\right\}^\frac1n=\left\{\frac{7,04}{0,0000012915}\ln\left[1-\frac{204,48\times0,0626}{7,04\times0,0052\times1,69}\right]^{-1}\right\}^\frac13=\] | (8) |
где L = 0,0052 кг/кг - удельный выход токсичных газов при сгорании материала, Х = 0,0626 кг/м3 - предельно допустимое содержание токсичного газа (СО).
Так как под знаком логарифма получилось отрицательное значение, данный опасный фактор пожара опасности в рассматриваемом случае опасности не представляет.
Критическая продолжительность пожара по газообразному токсичному продукту (СО2) определяется по формуле:
| \[{t^{СО_2}}_{кр}=\left\{\frac BA\ln\left[1-\frac{V\times X}{B\times L\times Z}\right]^{-1}\right\}^\frac1n=\left\{\frac{7,04}{0,0000012915}\ln\left[1-\frac{204,48\times0,879}{7,04\times0,57\times1,69}\right]^{-1}\right\}^\frac13=\] | (9) |
где L = 0,57 кг/кг - удельный выход токсичных газов при сгорании материала, Х = 0,879 кг/м3 - предельно допустимое содержание токсичного газа (СО2).
Так как под знаком логарифма получилось отрицательное значение, данный опасный фактор пожара опасности в рассматриваемом случае опасности не представляет.
Из полученных в результате расчетов значений критической продолжительности пожара выбирается минимальное:
| \[t_{кр}=min\;\left\{\;70,78;\;60,12;\;74,37\right\}=60,12\;с\] | (10) |
Необходимое время эвакуации определяется по формуле:
| \[t_{эв}=\frac{0,8\times t_{кр}}{60}=\frac{0,8\times60,12}{60}=0,8\;мин\] | (11) |
Определение необходимого времени эвакуации людей из первого этажа здания
Расчет необходимого времени эвакуации людей производится для случаев горения пожарной нагрузки, характерной для торговых помещений магазинов по продаже одежды. Объект располагается в г. Минске.
Свободный объем помещения V соответствует разности между геометрическим объемом и объемом оборудования и предметов, находящихся внутри и принимается равным 80% геометрического объема:
| \[V=0,8\times V_{пом(эт)}=0,8\times234,24\times3,9=730,82\;м^3\] | (12) |
где Н = 3,9 м – высота помещений, S = 234,24 м2 – площадь помещений на отметке -2.900.
Параметр Z, учитывающий неравномерность распределения ОФП по высоте помещения на этаже, определяется по формуле:
| \[Z=\frac hH\times exp\left(1,4\times\frac hH\right)=\frac{1,7}{3,9}\times exp\left(1,4\times\frac{1,7}{3,9}\right)=0,8\] | (13) |
где h = 1,7 м – высота рабочей зоны, Н = 3,9 м – высота помещений.
Дальнейший расчет производится на основании базы данных типовой горючей нагрузки, приведенной в [1]. Размерный параметр А, учитывающий удельную массовую скорость выгорания материала и площадь пожара, определяется по формуле:
| \[A=1,05\times\psi_F\times v^2=1,05\times0,0244\times0,0071^2=12,915\times10^{-7}\;\frac{кг}{с^3}\] | (14) |
где ψF=0,0244 кг/(м2·сек) - скорость выгорания, ν = 0,0071 м/сек - линейная скорость распространения пламени.
Размерный комплекс В определяется по формуле:
| \[B=\frac{353\times C_p\times V}{\left(1-\phi\right)\times\eta\times Q}=\frac{353\times0,001185\times730,82}{\left(1-0,25\right)\times0,97\times16,7}=25,16\;кг\] | (15) |
где V = 730,82 м3 – свободный объем помещения этажа; φ = 0,25 – коэффициент теплопотерь; Q = 16,7 Мдж·кг-1- низшая теплота сгорания; η = 0,97 - коэффициент полноты сгорания; Ср = 0,001185 МДж/кг – удельная изобарная теплоемкость воздуха при температуре 500ºС.
Критическая продолжительность пожара по повышенной температуре определяется по формуле:
| \[{t^Т}_{кр}=\left\{\frac BA\ln\left[1+\frac{70-t_0}{\left(273+t_0\right)\times Z}\right]\right\}^\frac1n=\left\{\frac{25,96}{0,0000012915}\ln\left[1+\frac{70-35}{\left(273+35\right)\times0,8}\right]\right\}^\frac13=137,28\;c\] | (16) |
где n = 3 – показатель степени, учитывающий изменение массы выгорающего материала во времени для кругового развития пожара.
Критическая продолжительность пожара по потере видимости определяется по формуле:
| \[{t^{ПВ}}_{кр}=\left\{\frac BA\ln\left[1-\frac{V\times\ln\;\left(1,05\times\alpha\times E\right)}{l_{пр}\times B\times Dm\times Z}\right]^{-1}\right\}^\frac1n=\left\{\frac{25,16}{0,0000012915}\ln\left[1-\frac{730,82\times\ln\;\left(1,05\times0,3\times50\right)}{20\times25,16\times60,6\times0,8}\right]^{-1}\right\}^\frac13=118,86\;c\]> | (17) |
где Е = 50 лк – начальная освещенность, α = 0,3 – коэффициент отражения предметов на путях эвакуации, Dm= 60,6 Нп·м2/кг – дымообразующая способность вещества, lпр = 20 м – предельная видимость в дыму.
Критическая продолжительность пожара по пониженному содержанию кислорода определяется по формуле:
| \[{t^О}_{кр}=\left\{\frac BA\ln\left[1-\frac{0,044}{\left({\displaystyle\frac{B\times L_{O_2}}V}+0,27\right)\times Z}\right]^{-1}\right\}^\frac1n=\left\{\frac{25,16}{0,0000012915}\ln\left[1-\frac{0,044}{\left(\frac{25,16\times2,56}{730,82}+0,27\right)\times0,8}\right]^{-1}\right\}^\frac13=148,1\;c\] | (18) |
где LО2 = 2,56 кг/кг - удельный расход кислорода.
Критическая продолжительность пожара по газообразному токсичному продукту (СО) определяется по формуле:
| \[{t^{СО}}_{кр}=\left\{\frac BA\ln\left[1-\frac{V\times X}{B\times L\times Z}\right]^{-1}\right\}^\frac1n=\left\{\frac{25,16}{0,0000012915}\ln\left[1-\frac{730,82\times0,0626}{25,16\times0,0052\times0,8}\right]^{-1}\right\}^\frac13=\] | (19) |
где L = 0,0052 кг/кг - удельный выход токсичных газов при сгорании материала, Х = 0,0626 кг/м3 - предельно допустимое содержание токсичного газа (СО).
Так как под знаком логарифма получилось отрицательное значение, данный опасный фактор пожара опасности в рассматриваемом случае опасности не представляет.
Критическая продолжительность пожара по газообразному токсичному продукту (СО2) определяется по формуле:
| \[{t^{СО_2}}_{кр}=\left\{\frac BA\ln\left[1-\frac{V\times X}{B\times L\times Z}\right]^{-1}\right\}^\frac1n=\left\{\frac{25,16}{0,0000012915}\ln\left[1-\frac{730,82\times0,879}{25,16\times0,57\times0,8}\right]^{-1}\right\}^\frac13=\] | (20) |
где L = 0,57 кг/кг - удельный выход токсичных газов при сгорании материала, Х = 0,879 кг/м3 - предельно допустимое содержание токсичного газа (СО2).
Так как под знаком логарифма получилось отрицательное значение, данный опасный фактор пожара опасности в рассматриваемом случае опасности не представляет.
Из полученных в результате расчетов значений критической продолжительности пожара выбирается минимальное:
| \[t_{кр}=min\;\left\{\;137,28;\;118,86;\;148,1\right\}=118,86\;с\] | (21) |
Необходимое время эвакуации определяется по формуле:
| \[t_{эв}=\frac{0,8\times t_{кр}}{60}=\frac{0,8\times118,86}{60}=1,58\;мин\] | (22) |
ВЫВОДЫ
Время блокирования путей эвакуации опасными факторами пожара для первого этажа принято равным необходимому времени эвакуации tэв = 1,58 минуты по ГОСТ 12.1.004, время блокирования путей эвакуации опасными факторами пожара для подвального этажа принято равным необходимому времени эвакуации tэв = 0,80 минуты по ГОСТ 12.1.004
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кошмаров Ю.А. Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении: Учебное пособие. – М.: Академия ГПС МВД России, 2000.