Основы расчета сил и средств для тушения пожаров на различных объектах

5. Основы расчета сил и средств для тушения пожаров на различных объектах

 

Исходными данными для расчета сил и средств являются:

характеристика объекта, время возможного распространения пожара; линейная скорость распространения горения; силы и средства, предусмотренные расписанием выезда и время их сосредоточения, интенсивность подачи огнетушащего вещества.

С учетом эффекта тушения пожара выделяют следующие стадии его развития:

I стадия (начальная) свободного развития пожара (τ< 10 мин)

 (26)

II стадия свободного развития пожара (τ > 10 мин), принимается равной максимальному значению

 (27)

III стадия, характеризуется началом введения первых стволов до момента локализации пожара, на этой стадии

 (28)

IV стадия, характеризуется ликвидацией пожара.

При круговом развитии пожара и τ = 10 мин. (I стадия), его площадь вычисляется по формуле:

 (29)

При круговом развитии и τ2 > 10 мин. (II стадия), до момента введения первых стволов, его площадь вычисляется по формуле:

 (30)

При распространении пожара в виде полукруга или сектора, расчетные формулы площади пожара будут иметь вид:

, при τ ≤ 10 мин. (31)

, при τ ≤ 10 мин. (32)

, при τ ≤ 10 мин. (33)

, при τ ≤ 10 мин. (34)

При прямоугольном распространении горения расчетные формулы площади пожара будут иметь следующий вид:

, при τ ≤ 10 мин. (35)

при τ ≥ 10 мин. (36)

где

n – число направлений распространения горения,

а – ширина площади пожара, м.

Глубина фронта пожара рассчитывается по формулам:

, при τ ≤ 10 мин. (37)

, при τ ≥ 10 мин. (38)

На III стадии пожара, с момента введения первых стволов и до момента локализации пожара, расчет площади пожара производится по следующим формулам:

при круговой форме развития пожара:

 (39)

при полукруговой форме развития пожара:

 (40)

при угловой форме развития пожара:

 (41)

при прямоугольной форме развития пожара:

 (42)

где

 – текущий момент времени,

- время введения первых стволов на тушении пожара.

Проведение расчета сил и средств для тушения пожара.

При расчете сил и средств важно каждый последующий элемент определения согласовать с предыдущим, учесть специфику пожарной нагрузки, вид пожара и сложившуюся обстановку.

Силы и средства, необходимые для тушения пожаров, рассчитывают аналитическим методом (по формулам) с использованием справочных таблиц, графиков и специальных линеек (пожарно-технических экспонометров). Наиболее точным является аналитический расчет.

Аналитический расчет сил и средств проводят в приведённом ниже порядке.

1. Определяют форму площади пожара к моменту его локализации, по которой принимают необходимую расчетную схему: круг, сектор круга или прямоугольник

2. Определяют принцип расстановки сил и средств для тушения пожара. Следует помнить, что этот элемент расчета имеет особое значение в последующих вычислениях

3. Определяют необходимый параметр тушения пожара (площадь пожара или тушения) по формулам и таблице 7

при круговой форме:

St= π hт(2 R-hт) (43)

при угловой форме:

St= 0,25 π hт(2 R-hт) (44)

при развитии пожара в форме полукруга:

St= 0,5 π hт(2 R-hт) (45)

St= 0,75 π hт(2 R-hт) (46)

при прямоугольной форме и подаче стволов по всему периметру пожара:

St= 2 hт(а+b-2hт) (47)

где:

а – ширина фронта пожара, м,

b – длина фронта пожара, м,

hт – глубина тушения стволов, соответственно принимается равной для ручных стволов – 5 м, для лафетных –10м.

при прямоугольной форме пожара и подаче стволов по фронту распространяющегося пожара:

Sт = n a hт (48)

где: а – ширина помещения, м, n – количество направлений подачи стволов.

hт – глубина тушения стволов, соответственно принимается равной для ручных стволов – 5 м, для лафетных –10м.

Таблица 7

Формулы для определения площади пожара в зависимости от формы, продолжительности и скорости распространения горения

Время распространения горения, мин	Уравнение площади пожара при распространении горения по форме
	Круговой	угловой	прямоугольной
τ1≤10	Sп = π (0,5Vл. τ1)2	Sп =0,5α(0,5Vл τ1)2	Sп =nα0,5Vл τ1
τ1>10 τ2 =τcв-10	Sп = π (5Vл.+ Vл τ2)2	Sп =0,5α(5Vл+ Vлτ2)2	Sп =nα(5Vл+ Vлτ2)
τ п = τ –(10+ τ 2)	Sп = π (5Vл+ +Vлτ2+0,5Vл τп)2	Sп =0,5α(5Vл+Vлτ2+0,5Vл τп)2	Sп =nα(5Vл+ Vлτ2+0,5Vл τп)

Примечание:

τ1, τ2 – продолжительность распространения горения от начала его возникновения, мин;

τсв – продолжительность распространения горения от начала его возникновения до подачи первых средств тушения (свободное развитие пожара), мин;

τп – продолжительность локализации пожара по площади τлок, мин;

п – количество направлений распространения пожара при одинаковом значении линейной скорости. При различных значениях линейной скорости распространения горения общая площадь определяется суммой площадей пожара на каждом направлении

α – угол, внутри которого происходит развитие пожара, рад (1 рад = 57о).

Размеры тушения реальных пожаров с учетом обстановки можно определить по масштабным планам, картам, служебным, оперативным и другим документам, содержащим сведения о размерах зданий, отдельных помещений, сооружений. Геометрические параметры определяют измерением (фактически).

4. Определяют требуемый расход огнетушащего средства на тушение пожара и защиту объектов, которым угрожает опасность, используя формулы: (14), (15), (16), (17).

5. Рассчитывают необходимое количество технических приборов подачи огнетушащих средств (стволов, пеногенераторов, пеноподъемников и др.) на тушение и защиту объектов, которым угрожает опасность, используя формулы:

=/ (49)

=/ (50)

где:

,  – соответственно количество технических приборов подачи огнетушащего средства (водяных стволов, СВП, ГПС) на тушение пожара и защиту, шт.;

,  – соответственно требуемый расход огнетушащего средства (воды, раствора, пены и др.) на тушение пожара и для защиты, л/с, кг/с, м3/с;

 – подача (расход) определяемого огнетушащего средства (воды, раствора, пены, порошка и т. д.) из технического прибора подачи, л/с.

В практических расчетах площадь тушения одним пенным генератором или стволом СВП определяют по формулам:

; (51)

 (52)

, – площадь тушения пенным генератором или стволом, м2;

,  – расход раствора прибором подачи пены

– интенсивность подачи раствора, л/(м2с),

Необходимое количество генераторов при известном объеме заполнения пеной одним генератором определяют по формулам:

=/ (53)

где:

 – число генераторов ГПС-600, шт.;

 –объем помещения, заполняемый пеной, м3.

Помимо сказанного, необходимое количество технических приборов подачи огнетушащих средств определяют по следующим уравнениям:

Водяных стволов на тушение пожара

Nтст = Sт / Sтст (54)

Nтст = Pт / Pтст, Фтст = Фт / Фтст (55)

где:

Sтст – площадь тушения стволом, м2

Pт , Фт – соответственно периметр и фронт тушения пожара, м;

Pтст, Фтст – соответственно часть периметра в фронте тушения стволом, м.

Площадь и часть периметра тушения одним стволом определяется по формулам:

Sтст = Qст/Is ; (56)

Pт ст =Qст/Iл=Qст/Ish; (57)

где:

Qст – расход воды из ствола

Is – поверхностная интенсивность подачи воды, л/(м2·с);

Iл – линейная интенсивность подачи воды, л/(м·с);

h – глубина тушения стволом (обработки площади горения), м.

Примечание. При значениях «a», «b» и «R», равных и меньше значений, указанных в таблице 8, площадь тушения будет соответствовать площади пожара (Sт=Sп) и рассчитывается по формулам, приведенным в таблице 7.

Таблица 8

Площадь тушения водой при круговой форме развития пожара

Радиус, м	Площадь тушения, м2, при подаче стволов		Радиус, м	Площадь тушения, м2, при подаче стволов
	ручных	лафетных		ручных	лафетных
5	79	79	28	801	1444
6	110	113	30	864	1570
8	173	201	32	926	1696
10	236	314	34	989	1821
12	298	440	36	1052	1947
14	361	565	38	1115	2072
16	424	691	40	1178	2198
18	487	816	42	1240	2324
20	550	942	44	1303	2449
22	612	1068	46	1366	2575
24	675	1193	48	1429	2700
26	738	1319	50	1492	2826

Требуемое число стволов на тушение в зданиях целесообразно определять не по общей площади пожара, а по отдельным местам горения. Если при расчете принимают общую площадь пожара, то полученное число стволов необходимо согласовать с тактическими условиями и окончательно принять по числу мест (позиций) тушения. Например, при горении в нескольких этажах или помещениях на одном этаже число стволов принимают по расчету, но не менее числа мест осуществления боевых действий, обусловленных обстановкой и тактическими обстоятельствами тушения пожара.

Общее число водяных стволов, требуемых для тушения пожара и защиты определяют по формуле.

Nобщст = Nтст + Nзст (58)

Число воздушно-пенных стволов и генераторов ГПС при поверхностном тушении пожара вычисляют по формуле:

Nсвп (гпс) = Sт/ Sсвп (гпс) (59)

где: Sтсвп и Sтгпс – соответственно площадь тушения воздушно-пенным стволом и генератором, м2 (см. формулу 51, 52 и табл. 9)

 

Требуемое число генераторов ГПС для объемного тушения пожаров Таблица 9.

Объем, заполняемый пеной, м3	Требуется на тушение		Объем, заполняемый пеной, м3	Требуется на тушение
	ГПС-600, шт.	пенообразователя, л		ГПС-2000, шт.	пенообразователя, л
До 120	1	216	400	1	720
240	2	432	800	2	1440
360	3	648	1200	3	2160
480	4	864	1600	4	2880
600	5	1080	2000	5	3600
720	6	1296	2400	6	4320
840	7	1512	2800	7	5040
960	8	1728	3200	8	5760
1080	9	1944	3600	9	6480
1200	10	2160	4000	10	7200